Lo strip-tease stellare di Palomar 5

Il processo di spoliazione è accelerato da un centinaio di buchi neri

L'ammasso globulare Palomar 5 così come appare nei dati ottenuti con la DECam applicata al V. Blanco Telescope da 4m (DECaLS, Giuseppe Donatiello)

Palomar 5 (UGC 9792) è un ammasso globulare sito nella costellazione del Serpente a circa 80mila anni luce dalla Terra. Come la quasi totalità dei quasi 200 ammassi globulari in orbita intono alla Via Lattea, Pal5 ha un’età superiore a 10 miliardi di anni, perciò rappresentativo delle prime fasi di formazione galattica. A differenza di un tipico ammasso globulare è, tuttavia, un oggetto rado e poco denso, in avanzato stadio di dissoluzione sotto gli effetti delle forze mareali del centro galattico.

Ora uno studio internazionale, guidato da Mark Gieles dell’Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB), Universitat de Barcelona, ha scoperto che alcuni caratteri distintivi di Pal 5, sono probabilmente ascrivibili a una popolazione di almeno un centinaio di buchi neri.

Un tale numero di buchi neri è circa tre volte più del previsto in base alla popolazione stellare dell’ammasso. Questo significa che almeno il 20% della massa è costituita da buchi neri. Quelli ospitati da Pal 5 si sono formati al seguito di esplosioni stellari occorse quando l’ammasso era ancora giovane e successive fusioni. A questo ammasso globulare è inoltre associato un flusso stellare, uno dei pochi al quale è associato un progenitore, quindi è il laboratorio ideale in cui studiare la formazione di tali estese strutture intorno alla Via Lattea.

Gli autori hanno simulato le orbite e l’evoluzione di ogni stella, dalla formazione dell’ammasso sino alla dissoluzione finale. Variando adeguatamente i parametri iniziali, è stata trovata la miglior corrispondenza con quanto si osserva dell’ammasso e del suo flusso.

La struttura dei flussi stellari associati a Palomar 5 può essere spiegata considerando la presenza di un addensamento formato da un centinaio di buchi neri di massa stellare (sino a circa 20 masse solari) posti nel cuore dell’ammasso globulare (da Gieles et al. 2021).

Il gruppo ha così rilevato che le stelle sono sfuggite all’ammasso in modo più efficiente dei buchi neri di massa stellare in esso presenti. Tale processo ha causato una progressiva maggiore concentrazione sino al valore attuale. La maggiore concentrazione di massa ha funzionato pure da efficiente effetto fionda per le stelle che così sono sfuggite in modo ulteriormente efficiente.

La simulazione indica che l’ammasso globulare resisterà alla completa popolazione per ancora un altro miliardo di anni, quando di esso rimarrà solo il nucleo di buchi neri.

Denis Erkal, dell’Università del Surrey ed esperto di simulazioni, specifica che lo studio ha permesso di capire che Palomar 5, con i suoi flussi stellari, non è unico e che un gran numero di globulari si è nel frattempo dissolto e di essi rimane una trentina di flussi stellari orfani di progenitore scoperti di recente.  

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