Ballare è il passatempo preferito di molte coppie. Oscillare su una pista da ballo, usare le leggi della fisica per volteggiare al momento giusto e, si spera, non pestare i piedi, è un'arte a sé stante. Le stesse leggi della fisica che governano le coppie su una pista da ballo governano anche (in una certa misura) la danza molto più ampia degli oggetti stellari. E recentemente gli astronomi hanno iniziato a capire la complessità di come stelle binarie ballare insieme – si scopre che non è così semplice come fare il tango.
Come per molti stili di danza, per iniziare sono necessarie due stelle. I sistemi stellari binari di solito si formano in nubi di polvere e gas note come asili nido stellari . A volte quei vivai danno alla luce stelle massicce circa otto volte più grandi del sole. Di solito queste nuove stelle massicce formano una stella più piccola nel loro vicinato stellare, per ragioni ancora sconosciute, e le due si accoppiano per diventare un sistema stellare binario.
Giovani stelle binarie. Credito immagine: NASA
Sparsi in tutto l'universo, questi asili nido stellari possono variare notevolmente in età. Il team, guidato dal dott. Maria Claudia Ramirez-Tannus dal Istituto Max Planck per l'astronomia , hanno scoperto che le velocità orbitali di questi sistemi stellari binari sembrano variare in modo significativo in base all'età della scuola materna da cui sono nati.
I dati a sostegno di questa idea sono stati raccolti dagli spettrografi del Telescopio molto grande , in cui i ricercatori hanno utilizzato gli spostamenti nelle linee spettrali delle stelle per calcolare la loro velocità radiale. Ciò che i dati hanno mostrato è che le stelle binarie massicce negli asili nido più giovani hanno maggiori probabilità di avere una velocità radiale più lenta tra le stelle accoppiate rispetto a quelle nate da asili nido più vecchi.
I ricercatori sottolineano che la spiegazione più probabile per le differenze nella velocità radiale deriva da un fenomeno fisico comunemente compreso: la conversazione di momento angolare . Questo afferma semplicemente che quando due corpi orbitano più da vicino l'uno con l'altro, la loro velocità radiale aumenta. Il documento rileva inoltre che, sebbene i risultati che hanno trovato non siano dovuti esclusivamente a questa legge fisica, essa ha certamente un ruolo.
Ci sono due possibili spiegazioni che potrebbero far sì che le due stelle riducano rapidamente la loro dimensione orbitale attorno a un'altra, aumentando così la loro velocità radiale. Uno è dovuto semplicemente all'attrito, mentre l'altro potrebbe derivare dall'interferenza di un altro partner di ballo.
MAXI J1820+070 è una coppia binaria che ha un buco nero e una stella. Il buco nero sta emettendo getti relativistici e Chandra ne ha fatto un film. Credito immagine: Osservatorio a raggi X Chandra
Una terza stella potrebbe interrompere il movimento più banale delle due stelle in un sistema binario, in un elaborato esempio di problema dei tre corpi . Il pozzo gravitazionale di questo ulteriore compagno di ballo potrebbe lanciare le due stelle del sistema binario in un'orbita più ellittica che alla fine degenera in un raggio orbitale molto più piccolo. In alcuni casi, quell'interferenza getta completamente il terzo partner fuori dalla pista da ballo e fuori dai campi gravitazionali delle due stelle rimanenti, rendendo difficile per gli astronomi dire se sia mai stato presente.
L'altro potenziale scenario esplicativo è leggermente più banale e si può pensare che la pista da ballo non sia stata cerata abbastanza bene. L'attrito con il gas e la polvere che rimangono nel vivaio stellare può far diminuire drasticamente la distanza orbitale delle due stelle in un sistema, aumentando così le loro velocità orbitali.
I risultati di questo studio indicano la complessità nel cercare di capire non solo come i sistemi binari di stelle si muovono in relazione l'uno con l'altro, ma anche come hanno iniziato a farlo in primo luogo. Non importa quanto possa sembrare difficile non pestare il piede del tuo partner durante la samba, le complessità della fisica interstellare sono molto più complicate.
Per saperne di più:
MPI: La danza delle massicce coppie stellari
FUORI: Questa è una stella binaria nel processo di formazione
FUORI: Stelle binarie in orbita reciproca all'interno di una nebulosa planetaria
Immagine principale: spiegazione delle illustrazioni dei due scenari. Credito: Team grafico MPIA