L’Hubble consente di far luce sull’enigma dell’origine e dell’evoluzione delle stelle blu vagabonde, chiamate anche stelle blu ritardatarie (blu straggler stars), una specie “esotica” presente negli ammassi globulari.
Il nucleo dell’ammasso globulare 47 Tucanae (NGC 104) ospita molte “stelle blu ritardtarie “, stelle che brillano con la luce azzurra tipica delle stelle giovani. L’immagine a sinistra mostra l’intero, affollato ammasso 47 Tucanae, localizzato a 15.000 anni-luce di distanza nella costellazione del Tucano, come è stato fotografato da un telescopio con base a terra.. Scrutando nel cuore del luminoso nucleo dell’ammasso, appraentemente compatto, la camera WF/PC2 dell’HST è riuscita a separarlo nelle numerose, singole stelle, che lo compongono (immagine a destra). Molte di queste stelle brillano del colore tipico delle stelle “anziane”; altre invece hanno il colore azzurro delle “stelle vagabonde”. I cerchi gialli evidenziano alcune di queste ultime.
Gli astronomi teorizzano ora, che le stelle blu vagabonde possono formarsi in seguito ad una lenta fusione di una coppia di stelle appartenenti ad un sistema doppio, oppure dalla collisione violenta di due stelle che, in origine, non avevano relazione tra loro.
Questa immagine è una composizione, a tre colori codificati, di fotografie prese con tre diversi filtri: il filtro ultravioletto (codificato in blu), il filtro blu (codificato in verde) e il filtro viola (codificato in rosso). Le tavole dei colori sono state assegnate in modo tale che le stelle giganti rosse appaiono di colore arancione, le stelle della sequenza principale sono bianche/grigie, e le stelle blu vagabonde appaiono di colore azzurro.
L’origine e l’evoluzione delle stelle blu vagabonde, scoperte 45 anni fa da Allan Sandage nell’ammasso globulare M3, hanno sempre rappresentato un enigma di difficile interpretazione. Essi infatti non riuscivano a spiegare la presenza di questo tipo di stelle molto luminose, calde e poco frequenti, che risiedono in un ambiente ben stabilizzato composto da altre stelle molto più vecchie. E’ come incontrare degli adolescenti in una “casa di ricovero stellare”.
Grazie al telescopio HST, gli astronomi ora hanno la prova che può finalmente aiutare a risolvere il mistero della loro origine.
Utilizzando il Faint Object Spectrograph, rimosso dall’Hubble ancora nella seconda missione di servizio, gli astronomi avevano analizzato lo spettro di una singola stella blu vagabonda, misurandone la temperatura, il raggio e la velocità di rotazione. Il team ha poi confrontato queste misure con la magnitudine apparente presa dall’immagine di archivio del WF/PC2, per ottenerne una stima della massa. I risultati indicano che si tratta di una stella piuttosto massiccia (1,7 la massa solare) con una velocità di rotazione elevata (75 volte rispetto a quella del Sole).
Per mezzo di questi tre dati (temperatura, massa, velocità di rotazione) gli astronomi possono ipotizzare la sua origine. Ora essi credono che le stelle blu vagabonde derivino dall’incontro e dalla conseguente fusione di due stelle di piccola massa. Sulle modalità dell’incontro esistono però due diverse teorie: una di esse propone un lento incontro di due stelle legate gravitazionalmente tra loro in un sistema binario, l’altra invece prevede uno scenario di collisione violenta tra due stelle che, casualmente, avevano traiettorie incidenti all’interno del denso nucleo dell’ammasso globulare.
Nel caso della particolare stella blu analizzata, il team propende per la prima teoria. Infatti in un sistema binario in cui le due stelle sono abbastanza vicine da “toccarsi”, la più massiccia delle due “cannibalizza” la compagna più piccola producendo una singola stella ancora più massiccia. Si spiega in questo modo anche la notevole velocità di rotazione della stella blu, derivata dal rapido moto orbitale del sistema binario originale.
Gli ammassi globulari sono sistemi massicci formati da oltre un milione di stelle agglomerate all’interno di uno sferoide di circa 20 anni-luce di diametro. Essi possono essere considerati fra i più antichi sistemi stellari della Via Lattea (la nostra Galassia). La notevole velocità delle stelle all’interno di questi affollati ammassi portano ad una maggiore probabilità di collisioni o di interazioni dinamiche tra di loro, rispetto a ciò che avviene invece in altre regioni della Galassia, come ad esempio nei dintorni del nostro Sole, dove esse sono molto più sparpagliate e distanziate.
Questi processi possono produrre una notevole varietà di stelle di tipo “esotico” come le binarie a raggi-X, le pulsar e le stelle blu vagabonde, tutte osservabili nei nuclei degli ammassi globulari.