NUOVO MODELLO PER STELLE SIMILI AL SOLE

Così fan tutte, specie invecchiando

Raggiunta una certa età, tutte le stelle simili al Sole tendono ad assomigliarsi, assumendo comportamenti assai prevedibili. Su questa considerazione si basa un nuovo modello teorico che prende la stella a noi più vicina come riferimento per determinare l’età di tutte quelle simili presenti nella galassia

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Raffigurazione del ciclo di vita di una stella simile al Sole, a partire da una stella di sequenza principale, in basso a sx, quindi espandendosi attraverso le fasi di subgigante e gigante, fino a quando il suo involucro esterno viene espulso per formare una nebulosa planetaria, in alto a dx. Crediti: ESO/S. Steinhöfel

Due ricercatori hanno sviluppato un nuovo modello teorico per comprendere come evolvano le stelle simili al nostro Sole: un quadro concettuale che contribuisce a spiegare le variazioni nel tempo di parametri quali velocità di rotazione, emissione di raggi X e intensità del vento stellare. Secondo il primo dei due autori, Eric Blackman, professore di fisica e astronomia presso l’Università di Rochester, il nuovo studio potrebbe «contribuire a determinare l’età delle stelle in maniera più accurata di quanto sia attualmente possibile».

In un articolo appena pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, i ricercatori descrivono come siano arrivati a confermare i dati osservativi noti sull’attività di stelle simili al Sole attraverso concetti di astrofisica di base. Prendendo in considerazione la fisica retrostante all’accelerazione o al rallentamento della rotazione di una stella, dell’attività in raggi X e della generazione del campo magnetico, Blackman ritiene che questa ricerca sia «un primo tentativo di costruire un modello globale per descrivere l’evoluzione dell’attività di queste stelle».

Utilizzando il nostro Sole come punto di calibrazione, il nuovo modello teorico era originariamente nato per descrivere più accuratamente quello che è stato il probabile comportamento del Sole in passato e prevedere puntigliosamente anche cosa aspettarsi per il suo futuro. Ma, siccome in giro per la galassia ci sono un sacco di stelle con massa e raggio simile al Sole, Blackman e colleghi hanno ben pensato che il loro modello potesse essere un buon punto di partenza per fare previsioni accurate anche per questa schiera celeste.

Eric Blackman. Crediti: University of Rochester

Eric Blackman. Crediti: University of Rochester

«Il nostro modello mostra che stelle più giovani del nostro Sole possono variare in modo significativo nell’intensità della loro emissione di raggi X e nella perdita di massa» spiega Blackman. «Ma, dopo una certa età, esiste una convergenza nell’attività delle stelle, come se divenissero più prevedibili mano a mano che invecchiano. Quindi si può affermare che il nostro Sole è molto tipico nei confronti di stelle della sua massa, raggio ed età».

«Non siamo ancora al punto in cui possiamo stabilire con precisione l’età di una stella, perché il modello si basa su alcune ipotesi semplificatrici», prosegue Blackman. «Ma, in linea di principio, lavorandoci un po’ su potremmo arrivare a stabilire l’età di una vasta gamma di stelle basandosi sulla loro luminosità in raggi X».

Al momento, la determinazione empirica dell’età avviene più facilmente se una stella appartiene a un ammasso stellare, dalle cui proprietà “di gruppo” gli astronomi possono stimare l’età. In questo modo, l’età di una stella può quindi essere determinata, secondo Blackman, «con una precisione non superiore al 25 percento della sua età effettiva, la quale è, in genere, di miliardi di anni».

Girocronologia. Crediti: Michael Bachofner

Girocronologia. Crediti: Michael Bachofner

Il problema si presenta più complesso per le cosiddette “stelle di campo”, che brillano solitarie nello spazio. In questo caso, gli astronomi utilizzano la girocronologia (vedi qui e qui su Media INAF), basata sulla considerazione empirica che le stelle più vecchie di età nota ruotano più lentamente e hanno minore luminosità in raggi X rispetto a stelle più giovani.

Questo è proprio l’aspetto in cui il nuovo modello risulta incisivo. «Solo affrontando complessivamente il problema di come la rotazione stellare, l’emissione in raggi X, il campo magnetico e la perdita di massa si influenzino reciprocamente abbiamo potuto costruire un quadro completo, fornendone una spiegazione fisica», dice in conclusione James E. Owen, ricercatore presso l’Institute for Advanced Study di Princeton e secondo autore dello studio. «Abbiamo trovato questi processi fortemente interconnessi fra loro, mentre la maggior parte degli approcci precedenti aveva considerato solo l’evoluzione di uno o due processi insieme, non il problema nel suo complesso».

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