La nascita e l'evoluzione delle stelle: nuove scoperte
Un gruppo di astrofisici guidato da Núria Miret-Roig dell'Università di Vienna ha recentemente fatto una scoperta sorprendente riguardo alla formazione e alla separazione delle giovani stelle. Utilizzando una tecnica appena sviluppata per stimare l'età delle stelle, hanno scoperto che le stelle appena nate nel complesso di nubi di Rho Ophiuchi non hanno ancora iniziato a disperdersi e che la nube progenitrice le tiene ancora unite. Questo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Astronomy, rivela che i metodi utilizzati per determinare l'età delle stelle misurano in realtà aspetti diversi del loro sviluppo.
L'età delle stelle è un parametro fondamentale in astrofisica, ma la sua misurazione è ancora relativamente difficile. Le migliori approssimazioni fino ad oggi sono state per i cosiddetti ammassi stellari, ovvero gruppi di stelle della stessa età con un'origine comune. L'età di sei ammassi stellari relativamente vicini e giovani è stata analizzata come parte di uno studio presso l'Istituto di Astrofisica dell'Università di Vienna.
Si è scoperto che due dei metodi più affidabili per determinare l'età delle stelle – la misurazione isocrona e il tracciamento dinamico – erano sistematicamente e costantemente diversi: le stelle risultavano essere circa 5,5 milioni di anni più giovani secondo il metodo di tracciamento dinamico rispetto alla misurazione isocrona.
Quando inizia a ticchettare l'orologio
"Questo indica che i due metodi di misurazione misurano cose diverse," spiega l'astrofisica Núria Miret-Roig dell'Università di Vienna, prima autrice dello studio. Secondo il nuovo studio, l'orologio isocrono inizia a ticchettare dal momento della formazione delle stelle, ma l'orologio del tracciamento dinamico inizia solo quando un ammasso stellare inizia a espandersi dopo aver lasciato la sua nube genitrice.
"Questa scoperta ha implicazioni significative per la nostra comprensione della formazione stellare e dell'evoluzione stellare, inclusa la formazione dei pianeti e la formazione delle galassie, e apre una nuova prospettiva sulla cronologia della formazione delle stelle. Ad esempio, la lunghezza della cosiddetta 'fase incorporata', durante la quale le stelle neonate rimangono all'interno della nube di gas genitrice, può essere stimata," spiega João Alves, co-autore e professore all'Università di Vienna.
Misurare quanto tempo le stelle neonate rimangono nel nido
"Questa differenza di età tra i due metodi rappresenta un nuovo e molto necessario strumento per quantificare le prime fasi della vita di una stella," afferma Alves. "In particolare, possiamo usarlo per misurare quanto tempo le stelle neonate impiegano prima di lasciare il loro nido."
Le misurazioni sono state rese possibili dai dati ad alta risoluzione della missione speciale Gaia in combinazione con le velocità radiali basate a terra (ad esempio, dal catalogo APOGEE). "Questa combinazione ci permette di tracciare le posizioni delle stelle fino al loro luogo di nascita con l'accuratezza delle velocità 3D," spiega Miret-Roig.
Nuovi e imminenti sondaggi spettroscopici come WEAVE, 4MOST e SDSS-V renderanno possibile questa indagine per l'intero vicinato solare.
Una differenza sconcertante
"Gli astronomi hanno utilizzato le età isocroni per tutto il tempo in cui abbiamo conosciuto il funzionamento delle stelle, ma queste età dipendono dal particolare modello stellare che utilizziamo," dice Miret-Roig. "I dati di alta qualità del satellite Gaia ci hanno ora permesso di misurare le età dinamicamente, indipendentemente dai modelli stellari, e eravamo entusiasti di sincronizzare i due orologi." Durante i calcoli, tuttavia, è emersa una differenza costante e sconcertante tra i due metodi di determinazione dell'età.
"E alla fine abbiamo raggiunto un punto in cui non potevamo più attribuire la discrepanza a errori osservativi – è allora che abbiamo capito che i due orologi stavano molto probabilmente misurando due cose diverse," dice l'astrofisica.
Per lo studio, il team di ricerca ha analizzato sei ammassi stellari vicini e giovani (fino a 490 anni luce di distanza e 50 milioni di anni). La scala temporale della fase incorporata è stata stimata intorno ai 5,5 milioni di anni (più o meno 1,1 milioni di anni) e potrebbe dipendere dalla massa dell'ammasso stellare e dalla quantità di feedback stellare.
Applicando questa nuova tecnica ad altri ammassi stellari giovani e vicini si promettono nuove intuizioni nel processo di formazione delle stelle e nella loro dispersione, spera Miret-Roig: "Il nostro lavoro apre la strada a future ricerche sulla formazione delle stelle e fornisce un quadro più chiaro di come le stelle e gli ammassi stellari evolvono. Questo è un passo importante nel nostro sforzo di comprendere la formazione della Via Lattea e di altre galassie."