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Nascita di un quartetto

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Non lasciamoci ingannare dalla solitudine del Sole: quasi la metà delle stelle, infatti, appartiene a sistemi multipli, cioè a coppie o terzetti di astri in orbita reciproca. A dispetto di questa incredibile abbondanza, però, le fasi evolutive iniziali dei sistemi stellari multipli sono ancora poco conosciute. Il motivo principale è che queste fasi embrionali si svolgono - ovviamente - in regioni molto ricche di polveri e gas, coltri estremamente efficaci nel nasconderci quanto accade al loro interno.
Davvero eccezionali, dunque, le osservazioni compiute dal team di Jaime Pineda (ETH di Zurigo) e pubblicate in questi giorni su Nature. Per il loro studio, gli astronomi hanno fatto ricorso a strumenti d'eccellenza, potendo disporre non solo delle 27 antenne del VLA (Very Large Array) di Socorro in New Mexico e dell'incredibile antenna da 100 metri di diametro del Green Bank Telescope in West Virginia, ma anche del James Clerk Maxwell Telescope, il più grande strumento al mondo per la radiazione sub-millimetrica che opera sulla vetta del Mauna Kea alle Hawaii.

Obiettivo iniziale del team era quello di studiare nei dettagli Barnard 5, un denso agglomerato di gas distante 800 anni luce dalla Terra in direzione della costellazione di Perseo, al cui interno si sapeva che si stava formando una stella. Le osservazioni erano volte a individuare le emissioni radio delle molecole di metano in quella densa nube dall'aspetto filamentoso. Con loro grande sorpresa gli astronomi hanno scoperto che, oltre alla stella in un avanzato stadio della sua formazione, Barnard 5 racchiudeva anche altri tre agglomerati di gas, destinati a dar vita ad altrettante stelle. Si tratta in assoluto della prima volta che gli astronomi riescono a osservare un sistema stellare multiplo nelle sue fasi embrionali.
Questi bozzoli stellari hanno distanze reciproche comprese tra 3 mila e 11 mila unità astronomiche e, stando ai calcoli e alle simulazioni di Pineda e collaboratori, il loro processo di formazione si protrarrà ancora per circa 40 mila anni. Potrebbe sembrare un tempo molto lungo, in realtà per gli standard astronomici è eccezionalmente breve. Quel sistema stellare, insomma, si sta formando in modo insolitamente rapido.

L'analisi dinamica, però, lascia davvero poche speranze di sopravvivenza al quartetto di giovani stelle. Le due più vicine tra loro, infatti, daranno origine a un sistema stellare doppio sufficientemente stabile, mentre le altre due verranno con molta probabilità espulse definitivamente dal sistema nel volgere di mezzo milione di anni. E' comunque possibile che una delle due stelle destinate all'espulsione possa rimanere legata alle altre due, immessa su un'orbita molto ampia. «I sistemi stellari con più di tre membri - ha spiegato Pineda - sono piuttosto instabili e soggetti alle mutue interferenze. Lo scenario più probabile, dunque, è che il quartetto di Barnard 5 sopravviva solamente per un breve periodo e venga poi smembrato.»
La scoperta getta nuova luce sui meccanismi che stanno alla base della formazione dei sistemi stellari multipli. Dimostra infatti che anche la frantumazione dei densi filamenti di gas può essere un meccanismo efficiente, da affiancare agli altri scenari solitamente chiamati in causa, quali la frammentazione da un unico denso inviluppo, oppure la separazione di globuli gassosi all'interno del disco di gas che orbita intorno a una stella in formazione. Scenari ai quali, ovviamente, bisogna affiancare quelli esclusivamente dinamici della reciproca cattura gravitazionale di stelle già formate.

Le informazioni acquisite grazie all'osservazione di ciò che sta accadendo in Barnard 5 non comprendono, però, caratteristiche che permettano agli astronomi di individuare altri sistemi simili a quello. Molto chiara, a tal proposito, Stella Offner, ricercatrice dell'Università del Massachusetts e coautrice dello studio: «Ci farebbe molto comodo sapere quanto una simile configurazione possa essere comune. Sfortunatamente dalla prima osservazione con il Green Bank Telescope non potevamo prevedere cosa ci fosse davvero da quelle parti, dunque ora non sappiamo cosa si debba esattamente cercare. Saranno indispensabili un attento lavoro di osservazione e un gran numero di simulazioni numeriche prima di riuscire a scoprire un altro sistema come Barnard 5.»


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