La prima mappa dell’”aldilà galattico” – una mappa dei resti di soli un tempo massicci che da allora sono collassati in buchi neri e stelle di neutroni – ha rivelato un “cimitero” che si estende per tre volte l’altezza della Via Lattea.
“Questi resti compatti di stelle morte mostrano una distribuzione e una struttura fondamentalmente diverse rispetto alla galassia visibile”, ha affermato David Sweeney, uno studente di dottorato presso il Sydney Institute for Astronomy dell’Università di Sydney, e autore principale dell’articolo pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “L'”altezza” dell’aldilà galattico è oltre tre volte più grande della stessa Via Lattea. E un incredibile 30% degli oggetti è stato completamente espulso dalla galassia“, ha aggiunto
Le stelle di neutroni e i buchi neri si formano quando stelle massicce – oltre otto volte più grandi del nostro sole – esauriscono il loro carburante e collassano improvvisamente. Ciò innesca una reazione incontrollata che fa esplodere le parti esterne della stella in una titanica esplosione di supernova, mentre il nucleo continua a comprimersi su se stesso fino a quando, a seconda della sua massa iniziale, diventa una stella di neutroni o un buco nero.
Nelle stelle di neutroni, il nucleo è così denso che elettroni e protoni sono costretti a combinarsi a livello subatomico in neutroni, comprimendo la sua massa totale in una sfera più piccola di una città. Se la massa della stella originale è maggiore di 25 volte quella del nostro sole, il collasso dovuto alla gravità continua finché il nucleo è così denso che nemmeno la luce può sfuggire. Entrambi i tipi di cadaveri stellari deformano lo spazio, il tempo e la materia che li circonda.
Sebbene debbano essersene formate miliardi da quando la galassia era giovane, queste carcasse sono state lanciate nell’oscurità dello spazio interstellare dalla supernova che le ha create, e quindi sono sfuggite alla vista e alla conoscenza degli astronomi. Almeno fino ad ora. Ricreando con cura l’intero ciclo di vita delle antiche stelle morte, i ricercatori hanno costruito la prima mappa dettagliata che mostra dove si trovano i loro resti.
“Uno dei problemi per trovare questi oggetti antichi è che, fino ad ora, non avevamo idea di dove cercare”, ha detto il Professor Peter Tuthill del Sydney Institute for Astronomy, coautore dell’articolo. “Le stelle di neutroni e i buchi neri più antichi sono stati creati quando la galassia era più giovane e aveva una forma diversa, quindi è stata sottoposta a complessi cambiamenti nell’arco di miliardi di anni. È stato un compito importante modellare tutto questo per trovarli”.
Le stelle di neutroni e i buchi neri di nuova formazione si conformano alla galassia di oggi, quindi gli astronomi sanno dove cercare. Ma le stelle di neutroni e i buchi neri più antichi sono come fantasmi che infestano ancora una casa demolita molto tempo fa, quindi sono più difficili da trovare. “Era come cercare il cimitero del mitico elefante“, ha detto Tuthill, riferendosi a un luogo dove, secondo la leggenda, i vecchi elefanti vanno a morire da soli, lontano dal loro gruppo. “Le ossa di queste rare stelle massicce dovevano essere là fuori, ma sembravano avvolte nel mistero”.
Sweeney ha aggiunto: “il problema più difficile che ho dovuto risolvere per dare la caccia alla loro vera distribuzione è stato quello di rendere conto dei “calci” che ricevono nei momenti violenti della loro creazione. Le esplosioni di supernova sono asimmetriche e i resti vengono espulsi ad alta velocità – fino a milioni di chilometri all’ora – e, peggio ancora, ciò accade in una direzione sconosciuta e casuale per ogni oggetto“.
Ma nulla nell’universo rimane fermo a lungo, quindi anche conoscere la probabile entità dei calci non era sufficiente: i ricercatori hanno dovuto scavare nelle profondità del tempo cosmico e ricostruire come si sono comportati nel corso di miliardi di anni. “È un po’ come nel biliardo”, ha detto Sweeney. “Se sai in quale direzione viene colpita la palla e quanto forte, puoi capire dove andrà a finire. Ma nello spazio, gli oggetti e le velocità sono molto più grandi. Inoltre, il tavolo non è piatto, quindi i resti stellari percorrono orbite complesse che attraversano la galassia. A differenza di un tavolo da biliardo, non c’è attrito, quindi non rallentano mai. Quasi tutti i resti mai formati sono ancora là fuori, che scivolano come fantasmi nello spazio interstellare”.
Gli intricati modelli che hanno costruito – insieme al ricercatore dell’Università di Sydney, il Dottor Sanjib Sharma e al Dottor Ryosuke Hirai della Monash University – hanno codificato il luogo in cui sono nate le stelle, dove hanno trovato la loro fine e la loro eventuale dispersione con l’evoluzione della galassia. Il risultato finale è una mappa di distribuzione del cimitero stellare della Via Lattea.
“È stato un po’ uno shock“, ha detto il Dottor Sharma. “Lavoro ogni giorno con le immagini della galassia visibile che conosciamo oggi e mi aspettavo che l’aldilà galattico fosse leggermente diverso, ma simile a grandi linee. Non mi aspettavo un cambio di forma così radicale”.
Nelle mappe generate, i caratteristici bracci a spirale della Via Lattea svaniscono nella versione dell’”aldilà galattico”. Questi sono completamente eliminati a causa dell’età della maggior parte dei resti e degli effetti sfocati dei calci energetici delle supernove che li hanno creati. Ancora più intrigante, la vista laterale mostra che l’aldilà galattico è molto più “gonfio” della Via Lattea, un risultato dell’energia cinetica iniettata dalle supernove che le elevano in un alone attorno alla Via Lattea visibile.
“Forse la scoperta più sorprendente del nostro studio è che i calci sono così forti che la Via Lattea perderà completamente alcuni di questi resti”, ha affermato il Dottor Hirai. “I calci sono così forti che circa il 30% delle stelle di neutroni viene lanciato nello spazio intergalattico, per non tornare mai più”.
Tuthill ha aggiunto: “per me, una delle cose più interessanti che abbiamo trovato in questo lavoro è che è probabile che anche il campo stellare locale attorno al nostro sole abbia questi visitatori di passaggio. Statisticamente il nostro resto più vicino dovrebbe essere a soli 65 anni luce di distanza: più o meno nel nostro cortile, in termini galattici”.
“La parte più interessante di questa ricerca è ancora davanti a noi“, ha affermato Sweeney. “Ora che sappiamo dove cercare, stiamo sviluppando tecnologie per cercarle. Scommetto che “l’aldilà galattico” non rimarrà avvolto nel mistero per molto tempo“.
