Cos’è un ammasso globulare? / Astronomy Essentials

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Gli ammassi globulari sono raccolte simmetriche di stelle, che orbitano principalmente negli aloni stellari estesi che circondano la maggior parte delle galassie a spirale. Gli ammassi globulari contengono alcune delle stelle più antiche di una galassia e si pensa che si siano formate all’inizio della sua storia. Potrebbe essere che-quando si stava formando per la prima volta-una galassia a spirale come la nostra Via Lattea era una volta una nube amorfa di gas e polvere? Le sue prime stelle potrebbero essersi raccolte in ammassi globulari? Questi ammassi potrebbero essere rimasti nell’alone attorno al centro di una galassia, mentre il resto della galassia rotante si appiattiva e formava braccia a spirale? Questo scenario spiegherebbe perché gli ammassi globulari orbitano nell’alone di una galassia e contengono le sue stelle più antiche.

Ma il fatto è che nessuno sa esattamente come si sono formati gli ammassi globulari e quale ruolo, se presente, hanno giocato nello sviluppo delle galassie. Sappiamo che gli ammassi globulari sono il tipo più antico, più grande e più massiccio di ammasso stellare e che contengono le stelle più antiche. La loro età può essere dimostrata dalla loro quasi completa mancanza di ciò che gli astronomi chiamano metalli, cioè elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio presenti nell’universo primordiale prima che nascessero le prime stelle e galassie. Gli elementi più pesanti sono stati forgiati in interni a stella.

Gli ammassi globulari sono grandi. Possono raggiungere i 300 anni luce di diametro e contenere 10 milioni di stelle. A differenza degli ammassi stellari aperti – contenenti stelle sorelle, sparse attraverso il disco della nostra galassia e presumibilmente altre galassie-gli ammassi globulari sono grandi, simmetrici e vecchi, come i cittadini più antichi e più sereni di una città terrestre.

Ecco alcuni modi in cui gli ammassi stellari globulari e gli ammassi stellari aperti sono diversi:

Gli ammassi stellari globulari hanno una forma molto simmetrica e sono più densi verso i loro centri. Gli ammassi stellari aperti hanno una forma più irregolare.

Gli ammassi globulari orbitano nell’alone della nostra galassia, centrati sul centro della galassia e in espansione sopra e sotto il disco galattico. Gli ammassi stellari aperti tendono ad orbitare all’interno del disco.

Gli ammassi stellari globulari contengono centinaia di migliaia di stelle, e alcuni – come Omega Centauri, mostrato sopra – contengono milioni di stelle. Gli ammassi stellari aperti tendono a contenere solo centinaia di stelle.

La nostra Via Lattea ha circa 150 ammassi globulari, con forse più in attesa di scoperta, nascosti dalla polvere galattica. La nostra vicina galassia a spirale in direzione della costellazione di Andromeda – M31 o la galassia di Andromeda – sembra avere circa 300 ammassi globulari. Alcune galassie ellittiche a forma di calcio hanno anche ammassi globulari, come M87 in direzione della costellazione della Vergine, sede del buco nero supermassiccio che è stato notoriamente ripreso dal telescopio Event Horizon nel 2019. Questa galassia ellittica gigante, M87, è stata stimata possedere circa 15.000 ammassi globulari, con più di 1.000 che sono stati osservati direttamente telescopicamente finora.

Ammassi globulari orbitano galassie in orbite che sono altamente eccentrici e altamente inclinato al piano galattico. Orbitando nella “periferia” di una galassia, impiegano forse alcune centinaia di milioni di anni per completare una singola orbita. In un telescopio, un ammasso globulare sembra una palla sfocata, con singole stelle alla periferia che si fondono in una solida sfera di luce verso il centro. Tuttavia, questo è semplicemente perché le stelle sono così vicine che non possono essere risolte individualmente telescopicamente. Al centro di un ammasso globulare, le stelle possono raggiungere una densità compresa tra 100 e 1.000 stelle per parsec cubico. Questo è in contrasto con la densità delle stelle vicino al nostro sole, stimata in circa 0,14 stelle per parsec cubico. Se ti trovassi su un pianeta in orbita attorno a una stella in un ammasso globulare, il tuo cielo notturno sarebbe estremamente affollato di stelle vicine!

Le stelle negli ammassi globulari sono gli abitanti più antichi della galassia, comprendenti una popolazione di quelle che gli astronomi chiamano stelle di Popolazione II. Quelli la cui età è stata misurata sono tra 11 e 13 miliardi di anni, che li rende quasi vecchio come la galassia stessa. Non sorprende che molte di queste antiche stelle si siano evolute in enormi e gonfie stelle giganti rosse, come farà il nostro sole in pochi miliardi di anni. Le stelle sono estremamente povere di metalli, vale a dire – nel linguaggio peculiare dell’astronomia – hanno piccole quantità di materiali più pesanti dell’elio rispetto al mezzo interstellare circostante (gli astronomi si riferiscono a tutti gli elementi più pesanti dell’elio come “metalli”). Poiché gli elementi più pesanti sono fatti all’interno delle stelle – e poi si diffondono in tutto il mezzo interstellare tramite esplosioni di supernova – questa scarsità di metalli è esattamente ciò che normalmente ci si aspetterebbe da stelle così vecchie. In altri mondi, le stelle di Popolazione II consistono quasi esclusivamente di idrogeno ed elio, i materiali che erano presenti nell’universo primordiale.

Tuttavia, c’è un mistero: gli ammassi globulari hanno anche “anomalie di abbondanza” di metalli più pesanti, il che significa che ci sono elementi presenti che si trovano altrove, in stelle che si sono formate più recentemente. In particolare, sembra che vi siano eccessi di sodio, carbonio, ossigeno e alluminio, con metalli più pesanti come stronzio, ittrio, bario ed europio presenti anche in alcuni cluster. Queste anomalie non sono state spiegate in modo soddisfacente, anche se ci sono state diverse spiegazioni avanzate, come la presenza precoce di stelle supermassicce .

Il più famoso ammasso globulare nell’emisfero settentrionale è M13 nella costellazione di Ercole, a volte indicato come il Grande Ammasso globulare, che fu scoperto da Edmond Halley nel 1714. Charles Messier in seguito lo aggiunse nel suo famoso catalogo nel 1764. Nei telescopi amatoriali, è una piccola macchia di luce sfocata, a circa 22.000 anni luce dalla Terra. Al centro di questo ammasso, le stelle orbitano così strettamente che occasionalmente si scontrano, le loro morti portano alla creazione di nuove stelle conosciute come “ritardatari blu.”Questa popolazione stellare è l’unico tipo di stelle più recenti in ammassi globulari.

Altri ammassi globulari degni di nota sono M22 in Sagittario – uno dei più brillanti del cielo – M5 in Serpens e M12 in Ofiuco. Molti degli ammassi globulari più grandi e luminosi del cielo notturno sono meglio visti nelle notti primaverili e spesso sono presenti nelle cosiddette “Maratone Messier.”

Gli ammassi globulari sono una vista meravigliosa anche nei telescopi più piccoli, anche se è necessario un grande strumento per risolvere le singole stelle verso i loro centri.

Quando li guardi, stai vedendo popolazioni di stelle nate nell’infanzia della nostra galassia!

Linea di fondo: Gli ammassi globulari sono collezioni sferiche di stelle, orbitanti principalmente nell’alone stellare delle galassie a spirale. La nostra galassia della Via Lattea ha circa 150 globulari, che contengono alcune delle stelle più antiche della nostra galassia.