Un gruppo di scienziati ha osservato nel dettaglio un ammasso di stelle pesantemente oscurato dalle polveri presenti nella nostra Galassia. Si tratta di un ammasso globulare, un ambiente in cui le stelle sono così densamente distribuite da rendere estremamente probabile la collisione di stelle. «È un po’ come un tavolo da biliardo stellare, in cui la probabilità di collisione dipende dalla dimensione del tavolo e dal numero di palle che esso contiene», ha detto Francesco R. Ferraro dell’Università di Bologna, uno dei membri del team che ha effettuato le osservazioni.
L’ammasso di stelle, conosciuto con il nome di Liller 1, è un obiettivo difficile da studiare, in parte a causa della sua distanza e poi perché si trova vicino al centro della Via Lattea (a circa 3.200 anni luce di distanza dal centro, per la precisione), dove l’oscuramento dovuto alle polveri è molto alto. L’immagine ad altissima risoluzione dell’ammasso rivela un vasto agglomerato di stelle, che gli scienziati hanno stimato contenere una massa di almeno 1.5 milioni di soli, valori molto simili ai più imponenti ammassi globulari nella nostra Galassia, Omega Centauri e Terzan 5.
Immagine dell’ammasso globulare Liller 1 nel vicino infrarosso ottenuta con il sistema di ottiche adattive GeMS del telescopio Gemini Sud presso il Gemini Observatory in Cile. Crediti: Gemini Observatory/AURA
«Anche se la nostra galassia contiene circa 200 miliardi di stelle, c’è tanto spazio vuoto tra una strella e l’altra e quindi sono rari i luoghi in cui possono scontrarsi», ha dichiarato Douglas Geisler, principal investigator della proposta osservativa e ricercatore presso l’Università di Concepcion, in Cile. «Le regioni centrali e sovraffollate degli ammassi globulari mostrano invece condizioni favorevoli. I dati che abbiamo raccolto confermano che Liller 1 è uno dei migliori ambienti della nostra Galassia per osservare collisioni stellari».
Il team guidato da Geisler è specializzato nello studio degli ammassi globulari vicini al centro della Via Lattea, mentre quello guidato da Ferraro è esperto nell’analisi dei dati infrarossi degli ammassi globulari. I due gruppi hanno lavorato insieme per ottenere osservazioni dettagliate di Liller 1.
Liller 1 è una sfera compatta di stelle, ovvero un ammasso globulare. Gli ammassi globulari orbitano in un grande alone intorno al centro della nostra Galassia e molti degli ammassi globulari più vicini sono oggetti spettacolari, anche osservati con piccoli telescopi o binocoli. «Questo non è particolarmente spettacolare, è così oscurato dal materiale nel bulge centrale della nostra galassia da risultare quasi completamente invisibile ai nostri occhi», ha osservato Sara Saracino dell’Università di Bologna, autore principale dell’articolo apparso sulla rivista The Astrophysical Journal. Liller 1 si trova a quasi 30.000 anni luce dalla Terra, in una delle regioni più inaccessibili della nostra Galassia, dove spesse nubi di polvere impediscono alla luce visibile di emergere. «Solo la radiazione infrarossa può viaggiare attraverso queste nubi e fornirci informazioni dirette sulle stelle che compongono l’ammasso», ha commentato Emanuele Dalessandro dell’Università di Bologna.
Le osservazioni dell’ammasso Liller 1 sono state realizzate con il potente sistema di ottica adattiva del telescopio Gemini South presso il Gemini Observatory in Cile.
Il gioiello della tecnica GeMS (ovvero il “Gemini Multi-conjugate adaptive optics System”), in combinazione con la potente camera a infrarossi Gemini South Adaptive Optics Imager, è stato in grado di penetrare la fitta nebbia che circonda Liller 1 e di fornire agli astronomi una veduta senza precedenti del suo sistema di stelle. Ciò è stato reso possibile grazie alla combinazione di due caratteristiche specifiche di GeMS: innanzitutto la possibilità di operare a lunghezze d’onda nel vicino infrarosso (soprattutto nella banda K); in secondo luogo, l’utilizzo di una tecnica innovativa e rivoluzionaria in grado di rimuovere le distorsioni delle immagini astronomiche dovute alla turbolenza atmosferica. Per compensare gli effetti di degradazione delle immagini dovute all’atmosfera terrestre, il sistema GeMS utilizza tre stelle guida, una costellazione di cinque stelle guida laser, e numerosi specchi deformabili. La correzione è così raffinata che questo sistema permette agli astronomi di raccogliere immagini di nitidezza senza precedenti. Nei dati migliori raccolti in banda K, le immagini di Liller 1 hanno una risoluzione angolare di soli 75 millesimi di arcosecondo, di poco superiore al limite teorico dello specchio da 8 metri di Gemini (noto come il limite di diffrazione). Ciò significa che GeMS ha effettuato correzioni quasi perfette alle distorsioni atmosferiche.
Il telescopio Gemini Sud durante la notte tra il 21 e il 22 gennaio 2011. Crediti: Gemini Observatory/AURA
Queste immagini sono paragonabili, in nitidezza, a quelle raccolte dal telescopio spaziale Hubble a lunghezze d’onda infrarosse. Nel confronto, però, hanno un grande vantaggio: un’area di raccolta molto più grande (lo specchio del telescopio Gemini Sud ha un diametro di 8 metri, a fronte di un specchio da 2.4 metri a bordo del telescopio spaziale Hubble).
Le osservazioni che verranno realizzate con questo progetto hanno come obiettivo anche molti altri ammassi globulari. I risultati ottenuti su Liller 1 hanno incoraggiato il team ad espandere la loro collaborazione e sono al lavoro sugli altri ammassi, che promettono di offrire risultati ancora più emozionanti.
l contesto scientifico: collisioni stellari
Le collisioni stellari sono estremamente importanti, poiché possono fornire la chiave per comprendere l’origine di quegli oggetti esotici che non possono essere spiegati con l’evoluzione di singole stelle. Quasi scontri (quasi) frontali, in cui le stelle si fondono mescolando il loro combustibile e ri-alimentando la fusione nucleare, sembrano ad esempio essere all’origine delle cosiddette Blu Straggler, stelle più calde rispetto alla media dell’ammasso a cui appartengono. Ma le collisioni possono avvenire anche nei sistemi binari, con un restringimento del sistema rispetto alle sue dimensioni iniziali, che può favorire l’interazione tra le due componenti e produrre una varietà di oggetti come binarie X di piccola massa, pulsar al millisecondo, etc. In particolare le pulsar al millisecondo sono – secondo la teoria attualmente più accreditata – vecchie stelle di neutroni accelerate a periodi di rotazione del millisecondo attraverso l’accrescimento di materia, e prevedono quindi la presenza di una compagna. Si sospetta che Liller 1 ospiti una vasta popolazione di questi oggetti esotici. Sebbene nessuna pulsar al millisecondo sia stata direttamente osservata fino ad ora, si ritiene che vi sia una grande popolazione nascosta all’interno dell’ammasso, perché questa spiegherebbe l’emissione di raggi gamma rilevata, la più intensa osservata finora per un ammasso globulare.
«Le nostre osservazioni confermano che Liller 1 è uno dei migliori “laboratori” in cui studiare l’impatto delle dinamiche di un ammasso globulare sull’evoluzione stellare: si apre la possibilità per una sorta di studio di “sociologia stellare», volto a misurare la reciproca influenza tra le stelle quando sono costrette a vivere in condizioni di affollamento estremo», conclude Ferraro.
Maggiori informazioni al seguente link: http://www.cosmic-lab.eu/Cosmic-Lab/Liller1.html