Gli astronomi della Georgia State University hanno trovato una spiegazione per la strana presenza di stelle massicce situate lontano dal loro luogo di nascita nel disco della nostra Via Lattea. Le stelle più massicce del Sole hanno nuclei molto caldi che guidano la generazione di energia nucleare a tassi molto elevati. Sono tra gli oggetti più luminosi della nostra galassia. Ma poiché bruciano il loro combustibile a idrogeno così rapidamente, le loro vite sono relativamente brevi, forse 10 milioni di anni rispetto ai 10 miliardi di anni del Sole.
La loro breve vita significa che c'è poco tempo per allontanarsi troppo dal loro luogo di nascita. La maggior parte delle stelle massicce si trovano nella parte piatta del disco della nostra galassia, dove le nubi di gas sono abbastanza dense da favorire la nascita di stelle e dove gli astronomi trovano giovani ammassi di stelle massicce. Quindi, quando una stella massiccia viene trovata lontano dal disco della galassia, come ci è arrivata?
"Gli astronomi stanno trovando stelle massicce lontane dal loro luogo di origine, così lontano, infatti, che ci vuole più tempo della vita della stella per arrivarci", ha dichiarato l'astronomo dello Stato della Georgia Douglas Gies. "Come questo possa accadere è un argomento di dibattito attivo tra gli scienziati". Questo è il problema presentato dalla massiccia stella nota come HD93521 che si trova a circa 3.600 anni luce sopra il disco della galassia. Un nuovo studio di Gies e di altri astronomi dello Stato della Georgia rivela una profonda discrepanza: il tempo di volo per raggiungere questa posizione supera di gran lunga l'età prevista di questa stella massiccia.
Gli astronomi hanno utilizzato una nuova stima della distanza dalla sonda Gaia dell'Agenzia Spaziale Europea insieme a un'indagine sullo spettro della stella per determinare la massa e l'età della stella, nonché il suo movimento attraverso lo spazio. Hanno scoperto che HD93521 ha una massa circa 17 volte più grande di quella del Sole, e questo porta ad un'età prevista di circa 5 milioni di anni. D'altra parte, il moto della stella indica che il suo viaggio dal disco ha richiesto molto più tempo, circa 39 milioni di anni.
Gli astronomi dello Stato della Georgia hanno spiegato questa strana differenza tra la vita della stella e il tempo di viaggio suggerendo che HD93521 ha lasciato il disco sotto forma di due stelle di massa inferiore e più longeve, piuttosto che come la singola stella massiccia che vediamo oggi. Le loro scoperte sono state pubblicate su The Astronomical Journal.
L'indizio del mistero è che HD93521 è una delle stelle rotanti più veloci della galassia. Le stelle possono ruotare attraverso fusioni stellari in cui due stelle orbitanti vicine possono crescere nel tempo e scontrarsi per formare una stella.
"HD93521 probabilmente ha iniziato la sua vita come una coppia ravvicinata di stelle di media massa che erano destinate a inghiottirsi a vicenda e creare l'unica stella a rotazione rapida che vediamo oggi", ha affermato Gies. Tali stelle di massa intermedia vivono abbastanza a lungo da eguagliare il lungo tempo di volo di HD93521.
HD93521 non è l'unico caso di una stella massiccia trovata così lontana dal suo luogo di nascita. Lo studente laureato dello Stato della Georgia Peter Wysocki sta studiando un esempio di una coppia binaria massiccia lontana che è probabilmente rappresentativa dello stadio appena prima di una fusione. Questa stella è conosciuta come IT Librae e ha un orientamento che crea eclissi reciproche mentre le due stelle passano l'una di fronte all'altra. Un'indagine sulle variazioni dell'emissione luminosa e dei movimenti rilevati negli spettri porta a stime delle masse stellari.
Wysocki ha trovato un enigma simile dai risultati di massa: l'età prevista è molto inferiore al tempo di viaggio di IT Librae dal disco. Ma lo studio ha rivelato anche che la stella di massa inferiore della coppia ha già iniziato a trasferire gran parte della sua massa alla stella di massa superiore, avviando il processo che potrebbe eventualmente portare a una fusione. Ciò significa che la stella di massa superiore è in realtà più vecchia di quanto sembri, avendo iniziato la vita come una stella di massa inferiore.
Queste stelle massicce distanti forniscono prove sorprendenti che coppie ravvicinate di stelle possono fondersi per creare stelle ancora più grandi, ha dichiarato Gies, e sono indizi chiave su quanto rapidamente le stelle massicce rotanti siano in grado di creare buchi neri con grandi spin.