La galassia ellittica gigante M87 in una immagine ripresa dallo strumento Hubble Space Telescope’s Advanced Camera for Surveys. Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team
Le stelle sono un po’ come gli esseri umani: esse nascono, vivono e quindi muoiono, seguendo il loro ciclo vitale. Ma non solo, le stelle possiedono persino una sorta di “battito cardiaco”. Oggi, grazie ad una nuova tecnica, un gruppo di astronomi ha rivelato migliaia di “pulsazioni” nella galassia ellittica gigante Messier 87 (M87) le cui misure forniscono un nuovo approccio per determinare l’età della galassia. I risultati sono pubblicati su Nature.
Pensiamo che le stelle siano corpi celesti stabili e immutabili. Tuttavia, sappiamo che verso la fine del loro ciclo evolutivo, le stelle come il Sole sono soggette a delle importanti trasformazioni. Esse diventano molto brillanti e raggiungono dimensioni enormi tali da “divorarsi” eventuali pianeti che si trovano alla distanza come la Terra dal Sole. Verso la fine della loro vita, le stelle iniziano a pulsare, incrementando e diminuendo la loro luminosità di una quantità siginificativa, secondo un ciclo che può durare alcune centinaia di giorni. Ad esempio, nella Via Lattea si conoscono molte stelle che si trovano proprio in questa fase dell’evoluzione.
Nessuno, però, aveva considerato gli effetti prodotti da queste stelle sulla luce proveniente dalle galassie più distanti. Qui, la radiazione di ogni stella pulsante si confonde con la luce di molte più stelle che non esibiscono una variazione di luminosità. «Abbiamo trovato che queste stelle non solo risultano così brillanti ma le loro pulsazioni sono così forti che è difficile che rimangano nascoste», spiega Charlie Conroy del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) e autore principale dello studio. «Abbiamo perciò deciso di verificare se le pulsazioni di queste stelle possono essere egualmente rivelate anche se non riusciamo a separarle da quel ‘mare di stelle’ vicine e immutabili».
In particolare, gli astronomi hanno analizzato la galassia ellittica M87, che si trova a 53 milioni di anni luce nella costellazione della Vergine. Gli autori hanno esaminato una serie unica di immagini riprese dal telescopio spaziale Hubble nel 2006 nel corso di tre mesi di osservazioni, trovando ben presto cosa stavano cercando. «Incredibilmente, abbiamo visto che nell’immagine un pixel su quattro cambia nel tempo», dice Pieter van Dokkum della Yale University e co-autore dello studio. «Riteniamo che le galassie siano come dei fari costanti ma di fatto ‘scintillano’ a causa della presenza di stelle giganti pulsanti». L’analisi dei dati di Hubble ha mostrato che la variazione dalla luminosità media del pixel avviene su tempi scala di circa 270 giorni. Questa variazione di luce regolare ricorda in qualche modo una sorta di “battico cardiaco”. «E’ un po’ come se sentissimo il ‘polso’ della galassia», fa notare Conroy.
Questa scoperta offre un nuovo modo di misurare l’età di una galassia dato che l’intensità e la velocità del suo battito cardiaco varia in funzione della sua età. Nel caso di M87, i ricercatori hanno trovato che l’età della galassia è di circa 10 miliardi di anni, un valore concorde con quello derivato da altre tecniche. Il risultato non si limita a M87 perchè ogni galassia possiede molto probabilmente il suo “battito cardiaco”. Il passo successivo sarà quindi quello di “sentire il polso” di altre galassie.
«I nostri modelli suggeriscono che le pulsazioni saranno più forti nelle galassie più giovani, qualcosa che ci piace verificare», aggiunge Jieun Choi, uno studente di Harvard che ha partecipato allo studio. Comunque sia, le galassie continueranno ancora ad esibire il loro battito cardiaco. «Ci aspettiamo che si abbia un’arresto cardiaco non prima di qualche trilione di anni”, conclude van Dokkum. “Stiamo parlando di un tempo che è centinaia di volte più lungo dell’età dell’Universo».
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo su Nature: Charlie Conroy, Pieter G. van Dokkum & Jieun Choi – Ubiquitous time variability of integrated stellar populations