Siamo assolutamente circondati da doppie stelle, suggerisce la nuova mappa 3D

Visualizzazione del nuovo catalogo, che mostra le coppie binarie che si muovono nello spazio.

Una mappa 3D appena compilata ha rivelato più di 1 milione di coppie di stelle binarie situate entro 3.000 anni luce dalla Terra, evidenziando l'ubiquità di questi oggetti celesti.

Ricordi quel momento sublime in Star Wars quando un introspettivo Luke Skywalker contempla un doppio tramonto su Tatooine? Ai nostri occhi, è roba seriamente esotica, ma i sistemi stellari binari sono in realtà abbastanza comuni, rappresentando almeno la metà di tutte le stelle simili al Sole nella Via Lattea. Detto questo, una parte consistente di questi include "binari larghi", in cui le distanze tra i compagni stellari superano 10 UA, o 10 volte la distanza media dalla Terra al Sole (è anche una distanza paragonabile tra la Terra e Saturno).

Una nuova ricerca pubblicata negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society fornisce un censimento di questi ampi binari, almeno quelli entro 3000 anni luce dalla Terra. Il nuovo articolo, guidato dall'astrofisico Kareem El-Badry, uno studente di dottorato presso l'Università della California, Berkeley, racconta le posizioni relative di 1,3 milioni di coppie binarie sparse su una buona parte della Via Lattea, che misura più di 100.000 anni luce in diametro. Jackie Faherty dell'American Museum of Natural History di New York ha lavorato con El-Badry per produrre uno straordinario video fly-through delle coppie binarie appena mappate.

Per compilare il nuovo atlante 3D, El-Badry ha utilizzato i dati raccolti dal telescopio spaziale Gaia dell'ESA, che è stato in orbita nel punto Terra-Sole di Lagrange, quel punto debole tra due grandi oggetti che consente a veicoli spaziali come Gaia di rimanere fermi dal 2013 .

Trovare stelle binarie parcheggiate vicine l'una all'altra è un processo relativamente semplice (è necessario uno spettrometro), ma trovare binari larghi è un'altra cosa. È qui che entra in gioco Gaia, con la sua capacità di misurare la posizione e il movimento corretto delle stelle vicine, cosa che ha fatto per milioni di oggetti. Detto questo, non può davvero tracciare stelle a più di 3000 anni luce di distanza, da qui l'ambito limitato del nuovo censimento.

I binari larghi sono "facili da studiare con la sonda Gaia, perché a larghe separazioni le due stelle possono essere risolte spazialmente come due distinti punti di luce nel cielo", ha spiegato El-Badry in una e-mail. "A separazioni più ravvicinate, i file binari non sono risolti, quindi sono necessari altri metodi (come la spettroscopia) per rilevarli."

Varie coppie binarie individuate da Gaia.

El-Badry, insieme ai colleghi del Max Planck Institute for Astronomy e della Boston University, ha sviluppato una tecnica computazionale per individuare coppie di stelle che si muovono insieme nello spazio e alla stessa distanza dalla Terra. Per questa analisi, El-Badry ha utilizzato i dati del rilascio di Gaia del 3 dicembre 2020, che includeva quasi 2 miliardi di stelle.

È importante sottolineare che questa tecnica può portare a falsi positivi, poiché alcune stelle sembrano avere solo compagni, con oggetti che si muovono nello spazio in concerto tra loro, ma per totale coincidenza. (Gli autori chiamano questi "allineamenti casuali".) El-Badry calcola che 1,3 milioni di coppie identificate nello studio hanno una probabilità del 90% di essere vere stelle binarie. Questo è un alto grado di incertezza e un'area in cui questa ricerca potrebbe essere migliorata.

Il nuovo catalogo include anche un numero considerevole di nane bianche, i resti caldi e densi di ex star. Circa 1.400 sistemi elencati nel catalogo sono costituiti da due nane bianche, mentre 16.000 sistemi sono costituiti da una nana bianca e un altro tipo di stella. La stragrande maggioranza delle stelle nel catalogo sono stelle della sequenza principale, che sono ancora nella fase principale della loro esistenza.

El-Badry e i suoi colleghi hanno anche scoperto che circa il 25% di tutte le stelle simili al Sole hanno compagni situati più lontano di 30 UA, che è più o meno la distanza tra la Terra e Plutone. Le distanze tra 30 e 50 UA sono comuni, ma il team è anche riuscito a documentare i binari a distanze estreme, comprese alcune coppie separate da un intero parsec, o 3,26 anni luce. Quelli erano valori anomali, tuttavia, poiché la maggior parte delle stelle binarie si trovava a meno di 1.000 UA l'una dall'altra. A tali distanze, è giusto chiedersi se queste coppie possano anche essere considerate compagne, ma El-Badry ha detto che le stelle doppie esistono in un enorme intervallo di separazione fisica.

"Le binarie più vicine hanno separazioni inferiori alla distanza Terra-Luna e periodi orbitali di pochi minuti", ha spiegato. “Le più ampie hanno separazioni fino a pochi anni luce e periodi orbitali che superano i 100 milioni di anni. Ciò significa che alle separazioni più ampie, le due stelle orbitano l'una intorno all'altra solo circa una volta per orbita attorno alla Via Lattea e hanno completato solo poche decine di orbite da quando si sono formate. Naturalmente, l'accelerazione gravitazionale a separazioni così ampie è estremamente debole, ma non del tutto trascurabile ".

Un'altra osservazione interessante è che molte coppie binarie hanno una massa simile. Questo è strano, soprattutto date le distanze coinvolte tra alcuni di questi oggetti.

"Un risultato sorprendente del nostro studio è che anche a separazioni di migliaia di UA, c'è un forte eccesso di binarie 'gemelle identiche' in cui le due stelle hanno massa quasi uguale [a] entro una piccola percentuale", ha detto El-Badry . "Questo non era previsto, dal momento che la teoria convenzionale della formazione stellare prevede che a queste distanze, le due stelle si formino sostanzialmente in modo indipendente, quindi le loro masse non dovrebbero essere fortemente correlate".

Questa osservazione potrebbe parlare di teorie sulla formazione stellare, con coppie binarie che si formano insieme nello stesso vivaio stellare e poi si allontanano lentamente nel tempo. Come ha sottolineato El-Badry, "il modo in cui questa popolazione si è formata richiederà più lavoro, sia in termini di teoria che di osservazioni".

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