Cristalli stellari
“Lucy in the sky with diamonds”, famosa canzone dei Beatles fece nascere parecchie controversie a causa del suo titolo, che venne interpretato come un’allusione all’LSD.
Secondo questa teoria, l’acronimo del titolo della canzone si riferirebbe alla sopracitata droga (le iniziali dei sostantivi presenti nel titolo sono infatti L, S, D). Lennon, invece, raccontò che l’ispirazione per il titolo gli venne da un disegno di suo figlio Julian. Nel disegno infatti, si vede una compagna di classe di Julian che vola in un cielo pieno di diamanti. Questa canzone venne citata anche in un racconto di fantascienza scritto da Arthur C. Clarke che prende in prestito la famosa canzone per spiegare come il nucleo di Giove si trasformò in un gigantesco diamante quando, a causa del monolito TM1 implose diventando una stella.
Oggi uno studio afferma che le nane bianche si solidificano in cristalli, e ne dobbiamo la scoperta agli astronomi dell’Università di Warwick e al satellite Gaia dell’ESA. Insomma, I nostri cieli sono pieni di corpi celesti cristallizzati.
Le osservazioni hanno rivelato che i resti di stelle simili al nostro Sole, chiamate nane bianche, hanno un nucleo di ossigeno e carbonio solido a causa di una transizione di fase durante il loro ciclo vitale simile all’acqua che si trasforma in ghiaccio a temperature più alte. Ciò potrebbe rendere tali astri più vecchi di miliardi di anni, rispetto a quanto si pensasse in precedenza.
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La scoperta fatta dal gruppo guidato dal dott. Pier-Emmanuel Tremblay del Dipartimento di fisica dell’Università di Warwick, è stata pubblicata su Nature e si basa in gran parte su osservazioni fatte con il satellite Gaia dell’Agenzia spaziale europea.
Le stelle nane bianche, che sono ciò che resta delle giganti rosse dopo che queste enormi stelle sono morte perdendo i loro strati esterni, si raffreddano costantemente liberando il calore accumulato nel corso di miliardi di anni.
Questi astri sono tra i più antichi oggetti stellari dell’universo. Sono utili agli astronomi poiché il loro ciclo vitale può essere utilizzato come orologio cosmico per stimare l’età dei gruppi di stelle vicine con un alto grado di precisione.
Gli astronomi hanno effettuato lo studio selezionando 15.000 nane bianche entro un raggio di circa 300 anni luce dalla Terra e grazie alle osservazioni fatte dal satellite Gaia, analizzando i dati sulle luminosità ‘e sul colore delle stelle hanno identificato un eccesso nel numero di stelle a specifici colori e luminosità che non corrispondono a nessuna singola massa o età.
Se confrontato con i modelli evolutivi di stelle, l’accumulo coincide in gran parte con la fase del loro sviluppo in cui si prevede che il calore latente venga rilasciato in grandi quantità, con un conseguente rallentamento del loro processo di raffreddamento. Si stima che in alcuni casi queste stelle abbiano rallentato il loro invecchiamento di ben 2 miliardi di anni, ovvero il 15% dell’età della nostra galassia.
Il dott. Tremblay ha dichiarato: “Questa è la prima prova diretta che le nane bianche cristallizzano, effettuando una transizione da liquido a solido: La cristallizzazione è stata teorizzata cinquant’anni e postulava che dovremmo osservare un accumulo nel numero di nane bianche a determinate luminosità e colore dovuti a cristallizzazione e solo ora grazie all’utilizzo del satellite Gaia e al conseguente studio questa fase di transizione è stata osservata.”
“Tutte le nane bianche cristallizzeranno ad un certo punto della loro evoluzione, anche se nane bianche più massicce attraverseranno il processo prima, e questo significa che miliardi di nane bianche nella nostra galassia hanno già completato il processo e sono essenzialmente sfere di cristallo nel cielo. Anche il nostro Sole diventerà una nana bianca che si trasformerà in un cristallo in circa 10 miliardi di anni.”
La cristallizzazione è il processo nel quale un materiale passa allo stato solido, con i suoi atomi disposti a formare una struttura ordinata.
Sotto le estreme pressioni all’interno dei nuclei delle nane bianche, gli atomi sono impacchettati così strettamente che i loro elettroni funzionano come un gas conduttore governato dalla fisica quantistica mentre i nuclei caricati positivamente mutano in una forma fluida. Quando il nucleo si raffredda a circa 10 milioni di gradi, viene rilasciata energia sufficiente affinché il fluido inizi a solidificarsi, formando un nucleo metallico al suo centro con un mantello in carbonio.
Il dott. Tremblay aggiunge: “Non solo abbiamo prove del rilascio di calore dopo la solidificazione, ma è necessario un considerevole rilascio di energia per spiegare le osservazioni. Crediamo che ciò sia dovuto prima alla cristallizzazione dell’ossigeno e poi all’affondamento, un processo simile a sedimentazione su un letto del fiume sulla Terra. Questo spingerà il carbonio verso l’alto, e quella separazione libererà l’energia gravitazionale.”
“Abbiamo fatto un grande passo avanti nell’ottenere età precisi per queste nane bianche più fredde e quindi più vecchie stelle della Via Lattea.” Conclude Tremblay, “gran parte del merito di questa scoperta è dovuta alle osservazioni di Gaia. Grazie alle misurazioni precise di cui è capace, abbiamo capito l’interno delle nane bianche in un modo che non ci saremmo mai aspettati.
Fonte: Sciencedaily.com
di: Oliver Melis
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