Non tutte le Nane bianche invecchiano nello stesso modo

Un gruppo di ricerca guidato da studiosi dell’Università di Bologna e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) confrontando la popolazione di Nane Bianche in due sistemi stellari gemelli, grazie ad osservazioni effettuate con il telescopio spaziale Hubble, ha scoperto che non tutte le stelle invecchiano nello stesso modo.

Quello di “Nana Bianca” è lo stadio finale a cui va incontro circa il 98% delle stelle nell’Universo, incluso il nostro Sole. In questa fase, resta solo il nucleo della stella che, dopo aver perso gli strati esterni, non è più in grado di produrre alcuna forma di energia e si spegne lentamente con un progressivo calo sia della luminosità che della temperatura.

Il nuovo studio mostra per la prima volta che alcune Nane Bianche invecchiano più lentamente di altre perché in grado di trattenere un sottilissimo strato di idrogeno che consente loro di continuare a produrre energia attraverso reazioni termonucleari.

La scoperta apre una nuova prospettiva sui processi che regolano l’invecchiamento delle strutture stellari e ha diretta conseguenza sul modo con cui gli astrofisici misurano l’età delle stelle nella nostra galassia. Infatti, nell’ottica adottata finora, la relazione tra l’età e la luminosità o temperatura delle Nane Bianche era così stringente che il tasso di invecchiamento di queste stelle è stato utilizzato come una sorta di orologio naturale.

Ora si sa invece che alcune Nane Bianche possono essere ad invecchiamento lento, per questo l’errore nella determinazione dell’età può essere rilevante e arrivare fino ad un miliardo di anni.

In particolare, gli studiosi hanno utilizzato immagini di due ammassi stellari noti con i nomi di Messier 3 e Messier 13 (M3 e M13) che sono due sistemi molto simili tra loro in termini di età e di contenuto di metalli e che per questo formano una coppia ideale per lo studio comparato delle popolazioni stellari.Le Nane Bianche “più longeve” sono presenti in M13 e il motivo è scritto nel loro passato.

Di solito quando le stelle si avvicinano alla fase finale della loro vita avviene infatti un processo di rimescolamento che trasporta l’idrogeno presente nel loro strato esterno fin dentro le regioni più interne, dove viene bruciato. Queste stelle arrivano così allo stato di Nana Bianca senza idrogeno residuo.

Però in alcune stelle, che hanno una massa minore, questo processo non riesce ad attivarsi: è quanto avviene nella gran parte delle stelle di M13, mentre quelle di M3, essendo, seppur di poco, più massicce vengono “rimescolate” e affrontano la fase finale della loro esistenza senza poter più produrre energia, invecchiando quindi più rapidamente.

Quindi alcune Nane Bianche sono in grado di trattenere un sottilissimo strato di idrogeno, dell’ordine di un decimillesimo della massa del Sole, che è però sufficiente a permettere una minima attività termonucleare. Riuscendo a produrre ancora un po’ di energia, queste stelle rallentano così il processo di spegnimento e di raffreddamento e di conseguenza frenano il loro invecchiamento.

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