Anche le stelle hanno le loro vibrazioni acustiche. Non certo sinfonie armoniose ma oscillazioni caratteristiche il cui studio, attraverso la tecnica che prende il nome di astrosismologia, ci permette di conoscere molte caratteristiche fondamentali degli astri che le producono, come la loro massa e l’età. Un team di ricercatori dell’Università di Birmingham nel Regno Unito, guidato dall’italiano Andrea Miglio e a cui ha partecipato Luigi Bedin dell’INAF con i colleghi Valerio Nascimbeni (Università di Padova e associato INAF) e Luca Malavolta (Università di Padova e associato INAF), ha utilizzato questo metodo su alcune stelle dell’ammasso globulare denominato Messier 4 (o M4 in breve), uno dei più antichi agglomerati stellari presenti nella nostra Galassia, con un’età stimata di circa 13 miliardi di anni. L’indagine ha permesso di rilevare per la prima volta all’interno di stelle molto vecchie oscillazioni dovute alla presenza di onde acustiche risonanti.
Queste onde sonore non sono state captate grazie a un sensibilissimo microfono, ma in modo indiretto, analizzando i dati sulla luminosità delle stelle, raccolti dalla missione Kepler/K2 della NASA. Le onde sonore che si generano e si propagano all’interno di una stella provocano infatti delle lievi e regolari pulsazioni nella loro luminosità. E’ proprio misurando queste pulsazioni, legate alla frequenza dei “suoni” che vengono prodotti all’interno delle stelle che è possibile risalire alla loro massa e al loro stadio evolutivo.
L’immagine mostra l’ammasso stellare globulare M4 e la posizione nel cielo di alcune delle stelle all’interno delle quali sono state identificate oscillazioni acustiche. Cliccare sull’immagine per aprire la pagina web interattiva dove, posizionando il cursore all’interno dei cerchietti gialli, è possibile ascoltare il suono caratteristico delle oscillazioni globali degli astri. Le frequenze dei suoni sono state aumentate di 10 milioni di volte per renderle udibili all’orecchio umano. Mantenendo lo stesso fattore moltiplicativo, le oscillazioni acustiche del Sole sarebbero così elevate da cadere nel dominio degli ultrasuoni. Sulla colonna di destra sono riportate le dimensioni relative delle stelle analizzate, giganti rosse con raggi tra le 8 e le 16 volte quelli del nostro Sole. Crediti: A. Miglio, ESO
«E’ stato davvero esaltante per noi essere riusciti a raccogliere i suoni provenienti da alcuni dei più antichi oggetti dell’universo primordiale» commenta Miglio, primo autore dell’articolo che descrive la scoperta pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. «Le stelle che abbiamo studiato sono dei fossili ancora attivi provenienti dall’epoca della formazione della nostra Galassia, e ora grazie a queste informazioni speriamo di svelare i segreti di come si sono formate ed evolute le galassie a spirale come la nostra».
«Gli ammassi globulari sono i fossili più antichi nella nostra Galassia (e forse nell’universo) e fra questi M4 è l’ammasso globulare geometricamente più vicino alla Terra» ribadisce Bedin. «Questo semplice fatto rende M4 l’obiettivo ideale per poter rilevare per la prima volta negli ammassi globulari queste oscillazioni, difficilissime da misurare anche per Kepler viste le ampiezze di poche decine di parti per milione. Questo risultato è anche frutto di una investigazione resa possibile dal finanziamento PRIN dell’INAF, grazie al quale sarà presto anche possibile correlare i dati Kepler con quelli ottenuti dal Telescopio Spaziale Hubble nel nucleo di M4. La sinergia fra i dati di Hubble (che hanno una risoluzione spaziale cento volte superiore a Kepler) e i dati Kepler (che hanno una durata temporale 20 volte superiore a quelli HST) garantiscono una completezza nella informazione della scena astronomica osservata che sicuramente permetterà altre importanti misure in questo fossile della nostra Galassia».
Per saperne di più:
- l’articolo Detection of solar-like oscillations in relics of the Milky Way: asteroseismology of K giants in M4 using data from the NASA K2 mission di A. Miglio, W. J. Chaplin, K. Brogaard, M. N. Lund, B. Mosser, G. R. Davies, R. Handberg, A. P. Milone, A. F. Marino, D. Bossini, Y. P. Elsworth, F. Grundah, T. Arentoft, L. R. Bedin, T. L. Campante, J. Jessen-Hansen, C. D. Jones, J. S. Kuszlewicz, L. Malavolta, V. Nascimbeni, E. L. Sandquist pubblicato online sul sito della rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society