La prima mappa del "mondo galattico" - una mappa dei cadaveri di soli un tempo massicci che da allora sono crollati in buchi neri e stelle di neutroni - ha rivelato un cimitero che si estende tre volte l'altezza della Via Lattea e che quasi un terzo degli oggetti sono stati espulsi del tutto dalla galassia.

"Questi resti compatti di stelle morte mostrano una distribuzione e una struttura fondamentalmente diverse rispetto alla galassia visibile", ha affermato David Sweeney, Ph.D. studente presso il Sydney Institute for Astronomy presso l'Università di Sydney e autore principale dell'articolo nell'ultimo numero di Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .

"L'"altezza" del mondo sotterraneo galattico è oltre tre volte più grande nella stessa Via Lattea", ha aggiunto. "E un incredibile 30 percento degli oggetti è stato completamente espulso dalla galassia."

Le stelle di neutroni e i buchi neri si formano quando stelle massicce, più di otto volte più grandi del nostro sole, esauriscono il loro carburante e collassano improvvisamente. Questo innesca una reazione incontrollata che fa esplodere le parti esterne della stella in una titanica esplosione di supernova, mentre il nucleo continua a comprimersi su se stesso finché, a seconda della sua massa iniziale, diventa una stella di neutroni o un buco nero.

Nelle stelle di neutroni, il nucleo è così denso che elettroni e protoni sono costretti a combinarsi a livello subatomico in neutroni, comprimendo la sua massa totale in una sfera più piccola di una città. Se la massa della stella originale è maggiore di 25 volte quella del nostro Sole, il collasso dovuto alla gravità continua, finché il nucleo è così denso che nemmeno la luce può fuoriuscire. Entrambi i tipi di cadaveri stellari deformano lo spazio, il tempo e la materia intorno a loro.

Sebbene debbano essersi formati miliardi da quando la galassia era giovane, queste carcasse esotiche sono state lanciate nell'oscurità dello spazio interstellare dalla supernova che le ha create, e quindi sono sfuggite alla vista e alla conoscenza degli astronomi, fino ad ora.

Ricreando accuratamente l'intero ciclo di vita delle antiche stelle morte, i ricercatori hanno costruito la prima mappa dettagliata che mostra dove giacciono i loro cadaveri.

"Uno dei problemi per trovare questi oggetti antichi è che, fino ad ora, non avevamo idea di dove cercare", ha affermato il professor Peter Tuthill del Sydney Institute for Astronomy, coautore dell'articolo. "Le stelle di neutroni e i buchi neri più antichi sono stati creati quando la galassia era più giovane e aveva una forma diversa, quindi è stata sottoposta a complessi cambiamenti nell'arco di miliardi di anni. È stato un compito importante modellare tutto questo per trovarli".

Le stelle di neutroni e i buchi neri di nuova formazione sono conformi alla galassia di oggi, quindi gli astronomi sanno dove cercare. Ma le stelle di neutroni e i buchi neri più antichi sono come fantasmi che infestano ancora una casa demolita molto tempo fa, quindi sono più difficili da trovare.

"Era come cercare di trovare il cimitero del mitico elefante", ha detto il professor Tuthill, riferendosi a un luogo dove, secondo la leggenda, i vecchi elefanti vanno a morire soli, lontani dal loro gruppo. "Le ossa di queste rare stelle massicce dovevano essere là fuori, ma sembravano avvolte nel mistero."

Sweeney ha aggiunto che "il problema più difficile che ho dovuto risolvere per dare la caccia alla loro vera distribuzione è stato quello di rendere conto dei 'calci' che ricevono nei momenti violenti della loro creazione. Le esplosioni di supernova sono asimmetriche e i resti vengono espulsi ad alta velocità, su a milioni di chilometri all'ora e, peggio ancora, questo accade in una direzione sconosciuta e casuale per ogni oggetto."

Ma nulla nell'universo rimane fermo a lungo, quindi anche conoscere la probabile entità dei calci esplosivi non era sufficiente:i ricercatori hanno dovuto scavare nelle profondità del tempo cosmico e ricostruire come si sono comportati nel corso di miliardi di anni.

"È un po' come nello snooker", ha detto Sweeney. "Se sai in quale direzione viene colpita la palla e quanto è forte, puoi capire dove andrà a finire. Ma nello spazio, gli oggetti e le velocità sono solo molto più grandi. Inoltre, il tavolo non è piatto, quindi i resti stellari percorri orbite complesse che attraversano la galassia."

"Finalmente, a differenza di un tavolo da biliardo, non c'è attrito, quindi non rallentano mai. Quasi tutti i resti mai formati sono ancora là fuori, scivolando come fantasmi nello spazio interstellare."

Gli intricati modelli che hanno costruito, insieme al ricercatore dell'Università di Sydney, il dottor Sanjib Sharma e il dottor Ryosuke Hirai della Monash University, hanno codificato il luogo in cui sono nate le stelle, dove hanno incontrato la loro fine infuocata e la loro eventuale dispersione con l'evoluzione della galassia.

Il risultato finale è una mappa di distribuzione della necropoli stellare della Via Lattea.

"È stato un po' uno shock", ha detto il dottor Sharma. "Lavoro ogni giorno con le immagini della galassia visibile che conosciamo oggi e mi aspettavo che il mondo sotterraneo galattico sarebbe stato leggermente diverso, ma simile a grandi linee. Non mi aspettavo un cambiamento così radicale nella forma."

Nelle mappe generate, i caratteristici bracci a spirale della Via Lattea svaniscono nella versione 'galactic underworld'. Questi sono completamente sbiaditi a causa dell'età della maggior parte dei resti e degli effetti sfocati dei calci energetici delle supernove che li hanno creati.

Ancora più intrigante, la vista laterale mostra che il mondo sotterraneo galattico è molto più "gonfio" della Via Lattea, un risultato dell'energia cinetica iniettata dalle supernove che le elevano in un alone attorno alla Via Lattea visibile.

"Forse la scoperta più sorprendente del nostro studio è che i calci sono così forti che la Via Lattea perderà completamente alcuni di questi resti", ha affermato il dottor Hirai. "Sono presi a calci così forte che circa il 30 percento delle stelle di neutroni viene lanciato nello spazio intergalattico, per non tornare mai più."

Tuthill ha aggiunto che "per me, una delle cose più interessanti che abbiamo trovato in questo lavoro è che è probabile che anche il quartiere stellare locale attorno al nostro sole abbia questi visitatori spettrali di passaggio. Statisticamente il nostro resto più vicino dovrebbe essere a soli 65 anni luce di distanza:di più o meno nel nostro cortile, in termini galattici."

"La parte più interessante di questa ricerca è ancora davanti a noi", ha affermato Sweeney. "Ora che sappiamo dove cercare, stiamo sviluppando tecnologie per cercarli. Scommetto che il "mondo sotterraneo galattico" non rimarrà avvolto nel mistero per molto tempo". + Esplora ulteriormente

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