l'Astrofilo novembre-dicembre 2015

CRONACHE SPAZIALI fuse con altre galassie. Le bande oscure visibili sono i resti triturati di galassie cannibalizzate. Altre osservazioni hanno fornito pro- ve circostanziali di tali incontri, mostrando che i nuclei di molte di queste galassie erano buchi neri supermassicci attivi, alimen- tati dalla collisione. Molte delle galassie risiedono inoltre in den- si ambienti, nel cuore di am- massi di galassie, zone privile- giate per le fusioni. Gli indizi ri- velatori sono state le spesse bande di polvere penetrate at- traverso le regioni centrali di pa- recchie galassie. La posizione delle supernovae in relazione a galassie antiche indica che an- che le stelle originarie devono essere state vecchie, ha ragio- nato Foley. E se le stelle erano vecchie, allora devono aver avu- to compagni in grado di fornire abbastanza materiale da inne- scare un'esplosione di super- nova. Come fa un sistema di stelle doppie a superare i confini di una galassia? Foley ha ipotiz- zato che una coppia di buchi neri supermassicci nella fusione fra galassie può fornire la fionda gravitazionale per sparare le stelle binarie nello spazio inter- galattico. Le osservazioni di Hubble rivelano che quasi ogni galassia ha un buco neromassic- cio al suo centro. Secondo lo scenario di Foley, dopo che due galassie si fon- dono, i loro buchi neri migrano al cen- tro della nuova galassia, ciascuno trascinando un ammasso di stelle. Quando i buchi neri “danzano” uno attorno all'altro, avvicinandosi lenta- mente, uno dei sistemi binari dell'en- tourage di un buco nero può spingersi troppo in prossimità dell'altro buco nero. Molte di queste stelle saranno scaraventate via, e le stelle eiettate di sistemi binari orbiteranno ancora più strettamente dopo l'incontro, il che ac- celera la fusione. “Con un singolo buco nero, di tanto in tanto una stella va- gherà troppo vicino ad esso e avrà un'interazione estrema” , dice Foley. “Con due buchi neri ci sono due serba- toi di stelle ad essere trascinati vicino a un altro buco nero. Questo aumenta drasticamente la probabilità che una stella sia espulsa.” Mentre il buco nero al centro della Via Lattea può eiettare all'incirca una stella al secolo, un buco nero supermassiccio binario può scalciare 100 stelle al- l'anno. Dopo essere state scalciate fuori dalla galassia, le stelle binarie si avvici- nano reciprocamente e le loro orbite continuano ad accelerare, il che accelera il processo di invecchia- mento del sistema stesso. Le stelle sono probabilmente en- trambe nane bianche, che sono il residuo bruciato di stelle nor- mali. Alla fine le nane bianche giungono talmente vicine che una delle due viene distrutta dalle forzemareali. Poiché il ma- teriale derivato dalla stella mor- ta è rapidamente scaricato sulla stella sopravvissuta, avviene una esplosione che causa la super- nova. Il tempo necessario affin- ché una di queste stelle espulse esploda è pari a circa 50 milioni di anni. Normalmente questo tipo di stelle binarie impiega un lungo tempo per fondersi, pro- babilmentemolto più lungo del- l'età dell'universo, che è di oltre 13 miliardi di anni. “L'intera- zione con i buchi neri accorcia quella fusione” , spiega Foley. Sebbene gli scienziati pensino di aver trovato ciò che causa que- ste supernovae emarginate, al- cuni misteri rimangono insoluti, come ad esempio il motivo per cui sono insolitamente deboli. Queste supernovae producono oltre cinque volte più calcio di altre esplosioni stellari. Generalmente, le esplosioni di supernovae hanno abbastan- za energia per creare elementi molto più pesanti, come ferro e nichel, a discapito della produzione del più leggero calcio. Tuttavia, per queste esplosioni atipiche la catena di fusione si blocca a metà strada, lasciando quantità di calcio e molto poco ferro. “Tutto fa pensare a un'esplosione de- bole” , ha detto Foley. “Noi sappiamo che questi scoppi hanno un'energia cinetica inferiore e minore luminosità rispetto alle supernovae tipiche. Esse sembrano anche avere meno massa eiettata, laddove un'esplosione più energica dovrebbe dissolvere com- pletamente la stella.” ASTROFILO l’ Q uesta illustrazione offre uno scenario plausibile di come le stelle vagabonde esplodono come su- pernovae al di fuori degli accoglienti confini delle ga- lassie. 1) Due buchi neri si riuniscono durante una fusione galattica, trascinando con loro fino a milioni di stelle ciascuno. 2) Un sistema stellare binario vaga troppo vicino ai due buchi neri. 3) I buchi neri cata- pultano gravitazionalmente le stelle al di fuori della galassia. Nello stesso tempo, le stelle si ritrovano rav- vicinate fra loro. 4) Dopo essere stato buttato fuori dalla galassia, il sistema binario si stringe sempre più, a causa dell'energia orbitale che viene trasportata via sotto forma di onde gravitazionali. 5) Alla fine le stelle si avvicinano fino al punto che una viene fatta a pezzi dalle forze di marea. 6) Poiché il materiale derivato dalla stella morta è rapidamente scaricato sulla stella sopravvissuta, si verifica una supernova. [NASA, ESA, and P. Jeffries and A. Feild (STScI)] n