Il cuore pulsante delle stelle

Le stelle delta Scuti prendono il nome da una stella variabile che si trova nella costellazione dello Scutum. In passato, lo studio di questa classe di stelle, aveva portato i ricercatori all'osservazione di una serie di pulsazioni che non erano state tradotte in schemi chiari.

stelle delta Scuti

Studiando una classe particolare di stelle, gli astronomi hanno fatto una scoperta sconcertante identificando per la prima volta una pulsazione mai osservata prima, i risultati della ricerca sono disponibili su Nature.

“In precedenza stavamo trovando troppe note confuse per comprendere correttamente queste stelle pulsanti”, ha dichiarato l’autore principale, il professor Tim Bedding dellUniversità di Sydney. “Era un disastro, come ascoltare un gatto che cammina su un piano”.

Il gruppo internazionale di ricercatori a guida australiana ha fatto uso dei dati del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA. TESS è un telescopio spaziale utilizzato soprattutto  per rilevare esopianeti attorno ad alcune delle stelle più vicine alla Terra. La macchina ha fornito ai ricercatori misurazioni della luminosità di migliaia di stelle, consentendo la scoperta di 60 con singolari pulsazioni.

“I dati incredibilmente precisi della missione TESS della NASA ci hanno permesso di eliminare il rumore. Ora siamo in grado di rilevare la struttura, come ascoltare accordi piacevoli suonati al pianoforte”, ha detto il professor Bedding.

Queste scoperte contribuiscono alla nostra comprensione di ciò che accade nel cuore delle stelle che popolano il cosmo. I ricercatori hanno studiato una classe di stelle che hanno dimensioni comprese tra 1,5 e 2,5 volte la massa del nostro Sole, conosciute come stelle delta Scuti. Queste stelle prendono il nome da una stella variabile che si trova nella costellazione dello Scutum. In passato, lo studio delle pulsazioni di questa classe di stelle, aveva portato i ricercatori all’osservazione di una serie di pulsazioni che non erano state tradotte in schemi chiari.

Ora, i ricercatori hanno rilevato modalità di pulsazione ad alta frequenza di straordinaria regolarità in 60 stelle delta Scuti, poste tra i 60 e i 1400 anni luce di distanza dal Sole.

Questa identificazione definitiva delle modalità di pulsazione apre un nuovo modo con cui possiamo determinare le masse, le età e le strutture interne di queste stelle“, ha spiegato il professor Bedding.

Daniel Hey, uno studente in corso di dottorato dell’Università di Sydney e coautore dello studio, ha progettato il software che ha permesso ai ricercatori di elaborare i dati estratti da TESS.

Hey ha spiegato: “Avevamo bisogno di elaborare tutte le 92.000 curve di luce, che misurano la luminosità di una stella nel tempo. Da qui abbiamo dovuto eliminare il rumore, lasciandoci con i chiari schemi delle 60 stelle identificate nello studio. Utilizzando la libreria open source Python, Lightkurve , siamo riusciti a elaborare tutti i dati della curva della luce sul mio computer desktop universitario in pochi giorni”.

L’interno di queste stelle è stato un grande mistero scientifico per moltissimo tempo, tuttavia nelle ultime decadi, gli astronomi sono stati capaci di rilevare le oscillazioni provenienti dalle profondità stellari che ne hanno rivelato la struttura. Questo risultato è stato raggiunto grazie a misurazioni estremamente precise sui cambiamenti dell’emissione della luce delle stelle. Osservando le stelle per dati periodi di tempo le variazioni rivelano degli schemi intricati che presentano alcuni schemi regolari all’interno dei nuclei stellari.

Questo ramo della scienza, si chiama “asteroseismologia”, permette non solo di capire il funzionamento di stelle lontane, ma anche di capire come il nostro Sole produca macchie solari, flare e il profondo movimento strutturale. Applicata al Sole, questa scienza fornisce informazioni estremamente accurate sulla sua temperatura, sulla composizione chimica e sulla produzione di neutrini, che potrebbero rivelarsi importanti nella caccia alla materia oscura.

“L’asterosismologia è un potente strumento grazie al quale possiamo comprendere un’ampia gamma di stelle”, ha affermato il professor Bedding. “Questo è stato fatto con grande successo per molte classi di stelle pulsanti tra cui stelle simili al Sole a bassa massa, giganti rosse, stelle ad alta massa e nane bianche. Le stelle delta Scuti ci avevano lasciato perplessi fino ad ora”.

Isabel Colman, studente dottoranda e co-autrice ha dichiarato: “Penso che sia incredibile che possiamo usare tecniche come questa per guardare l’interno delle stelle. Tra le stelle nel nostro campione, c’è beta Pictoris, a soli 60 anni luce dalla Terra che è visibile ad occhio nudo dall’Australia. Più conosciamo le stelle, più apprendiamo sui loro potenziali effetti sui loro pianeti”.

La scoperta dell’esistenza di schemi regolari in questa classe di stelle di massa intermedia amplierà la portata dell’asterosismologia portandola verso nuove frontiere, ha affermato il professor Bedding. Ad esempio, ci consentirà di determinare l’età dei giovani gruppi in movimento, i cluster e i flussi stellari.

“I nostri risultati mostrano che questa classe di stelle è molto giovane e alcune tendono a frequentare associazioni libere. Non hanno ancora avuto l’idea dell’esistenza di regole di distanza sociale”, ha aggiunto il professor Bedding.

Il Dr. George Ricker del MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research è il principale investigatore del Transiting Exoplanet Sky Survey della NASA, dal quale lo studio ha tratto i suoi dati.

Ricker ha dichiarato: “Siamo entusiasti del fatto che i dati TESS vengano utilizzati dagli astronomi di tutto il mondo per approfondire la nostra conoscenza dei processi stellari. I risultati di questo nuovo entusiasmante studio guidato da Tim Bedding hanno aperto orizzonti completamente nuovi per comprendere meglio un’intera classe di stelle”.

Fonte: https://phys.org/news/2020-05-mysterious-delta-scuti-stars-surrender.html