Un team internazionale di astronomi ha rivelato una "sorprendente" sovrabbondanza di stelle massicce in una galassia vicina.

La scoperta, realizzato nella gigantesca regione di formazione stellare 30 Doradus nella galassia Grande Nube di Magellano, ha conseguenze di "ampia portata" per la nostra comprensione di come le stelle hanno trasformato l'Universo incontaminato in quello in cui viviamo oggi.

I risultati sono pubblicati sulla rivista Scienza .

L'autore principale Fabian Schneider, un ricercatore Hintze presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Oxford, ha dichiarato:"Siamo rimasti sbalorditi quando ci siamo resi conto che 30 Doradus hanno formato molte più stelle massicce del previsto".

Nell'ambito del VLT-FLAMES Tarantula Survey (VFTS), il team ha utilizzato il Very Large Telescope dell'ESO per osservare quasi 1, 000 stelle massicce in 30 Doradus, un gigantesco vivaio stellare noto anche come nebulosa Tarantola. Il team ha utilizzato analisi dettagliate di circa 250 stelle con masse comprese tra 15 e 200 volte la massa del nostro Sole per determinare la distribuzione delle stelle massicce nate in 30 Doradus, la cosiddetta funzione di massa iniziale (IMF).

Le stelle massicce sono particolarmente importanti per gli astronomi a causa della loro enorme influenza sull'ambiente circostante (nota come "feedback"). Possono esplodere in spettacolari supernovae alla fine della loro vita, formando alcuni degli oggetti più esotici dell'Universo:stelle di neutroni e buchi neri.

Il coautore Hugues Sana dell'Università di Lovanio in Belgio ha dichiarato:"Non solo siamo rimasti sorpresi dal numero di stelle massicce, ma anche che il loro FMI è densamente campionato fino a 200 masse solari.' Fino a poco tempo fa, l'esistenza di stelle fino a 200 masse solari era molto controversa, e lo studio mostra che sembra probabile una massa massima alla nascita di stelle di 200-300 masse solari.

Nella maggior parte delle parti dell'Universo studiate dagli astronomi fino ad oggi, le stelle diventano più rare quanto più sono massicce. L'FMI ​​prevede che la maggior parte della massa stellare si trovi in ​​stelle di piccola massa e che meno dell'1% di tutte le stelle nascano con masse superiori a dieci volte quella del Sole. Misurare la proporzione di stelle massicce è estremamente difficile, principalmente a causa della loro scarsità, e ci sono solo una manciata di posti nell'Universo locale in cui è possibile farlo.

La squadra si è rivolta a 30 Doradus, la più grande regione di formazione stellare locale, che ospita alcune delle stelle più massicce mai trovate, e determinato le masse di stelle massicce con osservazioni uniche, strumenti teorici e statistici. Questo ampio campione ha permesso agli scienziati di ricavare il segmento ad alta massa più accurato del FMI fino ad oggi, e per mostrare che le stelle massicce sono molto più abbondanti di quanto si pensasse in precedenza. Chris Evans dell'Astronomy Technology Centre del Regno Unito del Science and Technology Facilities Council, il ricercatore principale di VFTS e coautore dello studio, disse:'In effetti, i nostri risultati suggeriscono che la maggior parte della massa stellare in realtà non è più in stelle di piccola massa, ma una frazione significativa è nelle stelle di grande massa».

Le stelle sono motori cosmici e hanno prodotto la maggior parte degli elementi chimici più pesanti dell'elio, dall'ossigeno che respiriamo ogni giorno al ferro nel nostro sangue. Durante la loro vita, stelle massicce producono abbondanti quantità di radiazioni ionizzanti ed energia cinetica attraverso forti venti stellari. La radiazione ionizzante delle stelle massicce è stata cruciale per il ri-illuminamento dell'Universo dopo i cosiddetti secoli bui, e il loro feedback meccanico guida l'evoluzione delle galassie. Philipp Podsiadlowski, un coautore dello studio dell'Università di Oxford, ha detto:"Per comprendere quantitativamente tutti questi meccanismi di feedback, e quindi il ruolo delle stelle massicce nell'Universo, dobbiamo sapere quanti di questi colossi sono nati.'

Fabian Schneider ha aggiunto:"I nostri risultati hanno conseguenze di vasta portata per la comprensione del nostro cosmo:potrebbe esserci il 70% in più di supernovae, una triplicazione delle rese chimiche e verso il quadruplo della radiazione ionizzante da popolazioni di stelle massicce. Anche, il tasso di formazione dei buchi neri potrebbe essere aumentato del 180%, traducendosi direttamente in un corrispondente aumento delle fusioni binarie di buchi neri che sono state recentemente rilevate tramite i loro segnali di onde gravitazionali.'

La ricerca del team lascia molte domande aperte, che intendono indagare in futuro:quanto sono universali i risultati, e quali sono le conseguenze di ciò per l'evoluzione del nostro cosmo e il verificarsi di supernove e eventi di onde gravitazionali?