L’elevata concentrazione di enormi stelle giovani al centro della Via Lattea ha a lungo sconcertato gli astronomi. Per colpa di
Giovani stelle attorno a un buco nero supermassiccio
Giovani stelle massicce al centro della Via Latteamuovendosi in orbite strette attorno a un buco nero supermassiccio. Uno studio condotto nel 2000 ha rilevato che la maggior parte di essi si muove nella stessa direzione in senso orario attorno al Sagittario A*.
Ulteriore analisi di un campione di 13 stelle,situato entro 0,4 parsec (1,3 anni luce) dal centro galattico, ha scoperto una caratteristica insolita: 10 di loro si trovano all'interno di un disco sottile inclinato rispetto al piano galattico. Successivamente, gli scienziati hanno suggerito la presenza di un secondo disco, anch'esso costituito da giovani stelle, ma leggermente diverso nell'inclinazione rispetto al piano della Galassia.
Fino ad ora, non si sapeva come potessero fare le stelleforma così vicino a un buco nero. A una distanza così ravvicinata, tutti gli oggetti devono subire potenti forze di marea: un campo gravitazionale molto forte e disomogeneo di un buco nero allunga gli oggetti che si trovano nelle vicinanze. Questo fenomeno si chiama spaghettificazione. Spesso porta alla morte di stelle già formate. Grumi di materia in tali condizioni semplicemente non possono riunirsi per avviare una reazione termonucleare.
Illustrazione artistica di una stella che si allunga quando si avvicina troppo all'orizzonte degli eventi del buco nero. Immagine: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
Quali ipotesi spiegano questo fenomeno?
Richiede due dischi stellari separatisingoli episodi di formazione stellare. Tra loro potrebbero passare circa un milione di anni. I ricercatori hanno proposto diversi modelli per l'origine di queste stelle, che possono essere suddivise in due tipi: formazione sul posto o migrazione dopo la formazione in un ammasso distante.
Primo, come risultato della distruzione delle mareenube molecolare potrebbe formare un disco di accrescimento. Tale processo porta alla formazione di una struttura fine con un diametro di circa 100.000 volte la dimensione del Sole. Sotto l'influenza della propria gravità, un tale disco potrebbe teoricamente frammentarsi in diverse stelle. Processi simili possono anche causare la collisione di diverse nubi molecolari.
In secondo luogo, queste stelle potrebbero essersi formateun enorme ammasso abbastanza lontano da evitare l'interruzione delle maree. Successivamente, come risultato di processi dinamici, possono migrare verso il centro della galassia.
Entrambe le opzioni sono plausibili. Ma per formare dischi inclinati a diverse angolazioni rispetto al piano della Galassia, sono necessari complessi processi dinamici.
Quale alternativa suggerirono gli astrofisici?
Illustrazione artistica di un'esplosione di interruzione della marea. Immagine: ESA/C. carreau
I ricercatori delle università di Stony Brook e Monash hanno suggerito che quando una stella viene distrutta dalle forze di marea di un buco nero supermassiccio, pone le basi per la formazione di nuovi.
In rare occasioni in cui una stella irrompeparte di un buco nero, espelle un getto di materia, spiegano gli scienziati. Il bozzolo di gas che circonda questo getto si espande perpendicolarmente al getto. Comprime il gas circostante e crea una pressione sufficiente affinché i grumi di gas possano superare l'attrazione di marea del buco nero e formare nuove stelle.
Mentre il bozzolo in espansione stimolala formazione stellare è perpendicolare al getto, il getto stesso crea un cono di gas surriscaldato che sopprime la formazione stellare per tutta la sua lunghezza. Le simulazioni mostrano che la combinazione di questi fattori porta alla formazione stellare nel disco sottile, con l'orientamento del disco correlato all'orbita della stella collassata.
Modellazione della formazione di stelle da un bozzolo formatosi dopo un'esplosione di interruzione della marea. Immagine: Rosalba Perna, Evgeni Grishin, The Astrophysical Journal Letters
I ricercatori notano che è questo metodo che garantisce la formazione di dischi di diverse stelle inclinate con un angolo casuale rispetto al piano galattico dei dischi.
Quanto spesso accade?
Il buco nero supermassiccio della Via Lattea sta causandol'interruzione delle maree di una stella ogni 10.000-100.000 anni e le espulsioni delle interruzioni delle maree si verificano una volta ogni 1-10 milioni di anni. Tuttavia, poiché questo metodo porta alla formazione di stelle massicce, i dischi dovrebbero scomparire rapidamente e le stelle formatesi a seguito della distruzione delle maree vivranno solo pochi milioni di anni.
Questo modello spiega anche la disposizione insolitadischi stellari e il fatto che finora ne sono stati trovati solo due. Tutto il resto è semplicemente già crollato, credono gli scienziati. Sebbene l'ipotesi necessiti di ulteriori verifiche sperimentali, è di gran lunga la spiegazione più semplice per le osservazioni.
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In copertina: immagine composita del centro della Via Lattea ripresa a diverse lunghezze d'onda. Immagine: NASA, ESA, SSC, CXC e STScI