Gli ammassi globulari sono collezioni densamente imballate di stelle antiche. Di forma approssimativamente sferica, contengono centinaia di migliaia, e a volte milioni, di stelle. Studiarli aiuta gli astronomi a stimare l’età dell’universo o a capire dove si trova il centro di una galassia.
Ci sono circa 150 ammassi globulari conosciuti nella galassia della Via Lattea, secondo il sito web HyperPhysics della Georgia State University. La maggior parte ha un’età stimata di almeno 10 miliardi di anni e contiene alcune delle stelle più vecchie della galassia. Gli ammassi si sono probabilmente formati molto presto, prima che la galassia si appiattisse in un disco a spirale.
Alcuni ammassi globulari, come Messier 13 (M13) nella costellazione di Ercole, possono essere visti a occhio nudo. Sono belli da vedere, ma è stato solo dopo l’invenzione dei telescopi che hanno cominciato a brillare nei circoli astronomici. Con i telescopi, è stato possibile osservare più da vicino le stelle all’interno di questi ammassi. Si tratta per lo più di stelle rosse di bassa massa e di stelle gialle di massa intermedia – nessuna di esse più massiccia di 0,8 masse solari, secondo HyperPhysics.
Alcune altre osservazioni generali sugli ammassi globulari, secondo la Pennsylvania State University: si trovano in ogni direzione del cielo, la densità delle stelle in un ammasso globulare è molto maggiore della densità delle stelle intorno al sole, e gli ammassi non contengono alcun gas. L’abbondanza di elementi più pesanti dell’elio è solo dall’1 al 10 per cento dell’abbondanza degli stessi elementi nel sole.
Fisica
Gli ammassi globulari si sono formati da nubi molecolari giganti, o enormi masse di gas che formano stelle quando collassano. Dato che c’è meno gas libero disponibile oggi che all’inizio dell’universo, gli ammassi globulari generalmente non possono formarsi oggi.
Tuttavia, c’è un ammasso globulare che si sta formando in una galassia vicina alla Via Lattea chiamata Grande Nube di Magellano. Questo perché ha una quantità insolita di gas, ha detto a Space.com Harvey Richer, un astrofisico dell’Università della British Columbia a Vancouver, in Canada.
Mentre si possono vedere più generazioni di stelle negli ammassi globulari, quello che succede è che le generazioni successive evolvono dalla prima. La prima serie di stelle divora la maggior parte del gas, poi quando muore (milioni di anni dopo) espelle il gas. Questo significa che la differenza di età tra le diverse generazioni di ammassi stellari è piccola, meno dell’1% dell’età dell’ammasso globulare, ha aggiunto Richer.
Le stelle più giovani hanno elementi più pesanti e più elio delle loro compagne più vecchie, e hanno anche movimenti diversi dalle stelle più vecchie. Una recente ricerca con il telescopio spaziale Hubble ha rivelato che la popolazione originale è più centrata nell’ammasso globulare, mentre le stelle più recenti si diffondono lentamente verso l’esterno.
Ogni ammasso globulare si muove come un tutto nella sua galassia ospitante, ma all’interno dell’ammasso le stelle si muovono anche individualmente e in modo casuale – quasi come molecole in un gas, ha detto Richer. I movimenti individuali delle stelle agiscono come uno scudo che impedisce loro di schiantarsi l’uno contro l’altro. Tuttavia, la gravità agisce anche come un collante per impedire che l’ammasso stellare vada in pezzi.
Anche gli ammassi globulari ruotano, ma non quanto una galassia come la Via Lattea. Questo perché la nube di gas originale da cui sono stati creati gli ammassi non ruotava rapidamente, ha detto Richer. Tuttavia, una leggera rotazione è evidente negli ammassi perché sono un po’ appiattiti, mostrando il movimento. Una rotazione tipica è tra 5 e 10 chilometri al secondo (da 3 a 6 mph). Al contrario, la Via Lattea ruota a 250 km/secondo (155 miglia/secondo).
Risultati iniziali
I primi due ammassi ufficialmente scoperti e nominati nell’era telescopica furono M22 (nel Sagittario, nel 1665) e Omega Centauri nel Centauro, secondo l’Enciclopedia Britannica. Come M13, anche Omega Centauri è visibile a occhio nudo, ma non è stato classificato come un ammasso globulare fino a quando non è stato esaminato da un telescopio.
M22 è stato un ritrovamento notevole non solo per la sua precoce scoperta, ma anche per le età delle stelle al suo interno. Le stelle hanno un’età compresa tra i 12 e i 13 miliardi di anni, che lo datano vicino alla formazione dell’universo, 13,8 miliardi di anni fa, secondo l’Agenzia Spaziale Europea.
” non è così sorprendente in quanto è uno degli ammassi globulari più luminosi visibili dall’emisfero settentrionale, situato nella costellazione del Sagittario, vicino al bulge galattico – la densa massa di stelle al centro della Via Lattea”, secondo l’ESA.
È difficile trovare M13 ad occhio nudo, ma se il cielo è particolarmente scuro e chiaro è possibile, scrive l’ESA. Omega Centauri e M13 sono stati entrambi scoperti da Edmund Halley nel XVIII secolo; Halley è meglio conosciuto come l’astronomo che ha capito che la cometa di Halley ritorna periodicamente sulla Terra.
“Come scrisse Halley: ‘Questa non è che una piccola macchia, ma si mostra ad occhio nudo, quando il cielo è sereno e la Luna assente'”, ha scritto l’ESA. Secoli dopo, M13 fu anche l’obiettivo del messaggio del radiotelescopio Arecibo agli extraterrestri nel 1974.
Nel 1917 l’astronomo Harlow Shapley, studiando le Cefeidi, un certo tipo di stelle variabili all’interno di ogni ammasso, notò che queste stelle brillano con una luminosità prevedibile a seconda della distanza dal ricevitore. Fu in grado di calcolare le distanze di queste stelle, che rivelarono che il centro galattico si trova nella costellazione di Sagitarrius.
Shapley ha anche notato che gli ammassi globulari sono disposti simmetricamente intorno alla galassia, ma che erano disposti equamente sopra e sotto il piano galattico, sembrando evitare il piano stesso.
Il modello di Shapley aumentava notevolmente le dimensioni della galassia e spingeva il sistema solare – e l’umanità – più lontano dal centro. Tuttavia, Shapley credeva che l’universo fosse “una singola, enorme, unità onnicomprensiva”, secondo l’American Institute of Physics. Basandosi sulla ricerca di Shapley, Edwin Hubble trovò degli ammassi globulari che erano ancora più lontani – fino a 10 volte di più – e che si trovavano oltre la Via Lattea, in altre galassie. Presentando le prove di Hubble, Shapley ha riferito di essere stato felice di vedere le sue teorie confutate.
Il contributo di Hubble
L’omonimo telescopio spaziale Hubble è stato particolarmente produttivo quando si tratta di guardare gli ammassi globulari, perché non sono oscurati dall’atmosfera terrestre. Con l’assenza dello scintillio stellare, le stelle diventano più nitide. Questo rende più facile calcolare la loro distanza e le loro proprietà. Solo in un’area della costellazione della Vergine, ha scritto la NASA in un comunicato del 2008, il telescopio ha rivelato più di 11.000 ammassi globulari.
Al tempo stesso, il telescopio ha dato suggerimenti sul perché M87 (che si trova nella stessa regione) ha più ammassi di stelle di quanto ci si potrebbe aspettare. Questo perché M87 e gli ammassi come lui sono stati creati in aree molto dense dell’universo che hanno fornito condizioni più favorevoli per la nascita delle stelle, che avviene in nubi di gas chiamate nebulose.
Hubble ha anche distrutto una percezione di lunga data tra gli astronomi che gli ammassi globulari contengono sempre stelle della stessa età. Gli ammassi globulari più massicci probabilmente si aggrappano a qualsiasi materiale che si trova nelle vicinanze e fanno nascere nuove generazioni di stelle, ha scritto la NASA in un precedente comunicato.