Cos'è una stella scura?

Le stelle nere possono essere i corpi celesti più influenti nell'universo che nessuno sa per certo che siano mai esistiti.

In effetti, potrebbero essere le stelle più anziane del cosmo, che brillano molto prima che le stelle - almeno come le conosciamo ora - siano apparse.

Allora perché non ci sono prove di loro oggi?

Potrebbero essere letteralmente sbiaditi in nero. Come in, buco nero .

Almeno questa è la teoria postulata dalla fisica dell'Università del Michigan Katherine Freese in una recente intervista con Astronomia.

Freese suggerisce che le stelle scure sono in realtà i semi dei buchi neri supermassicci che si nascondono nel cuore di ogni galassia. Dopotutto, anche le aree dello spazio che piegano il tempo e si muovono alla luce devono crescere da qualcosa. E quel qualcosa potrebbe essere una stella scura.

Ma come fa un corpo celeste luminoso e lucido a compiere una svolta così drammaticamente oscura? Bene, per prima cosa, una stella scura - a differenza delle stelle che conosciamo e che occasionalmente desideriamo - avrebbe già oscurità, letteralmente, che scorre nelle sue vene.

Le stelle che vediamo oggi rispettano tutte la stessa regola generale della fusione nucleare. La massa pura di una stella significa che è sempre in uno stato di collasso su se stessa. Ma quel tipo di pressione costante sul suo nucleo produce anche energia che si irradia verso l'esterno. Il risultato è un perfetto equilibrio tra trazione interna e radiazione esterna.

Il nostro sole, ad esempio, ha raggiunto quel perfetto equilibrio, paragonando la pressione gravitazionale alla batteria gigante che essenzialmente alimenta il sistema solare.

Le stelle oscure, d'altra parte, fanno le cose in modo leggermente diverso.

Certo, hanno l'idrogeno e l'elio che corrono nelle loro vene - ma anche un tocco di materia oscura.

Sì, è un altro materiale che nessuno ha mai visto o addirittura rilevato - rendendo la teoria della stella oscura ancora più ... teorica.

Ma ecco come Freese suggerisce che potrebbe funzionare:

Circa 13 miliardi di anni fa, quando si stavano formando stelle oscure, l'universo era un luogo molto diverso e molto più denso. Probabilmente hanno incorporato la materia oscura nel loro DNA, sotto forma di particelle voluminose che interagiscono debolmente, o WIMP.

Anche come ingrediente microscopico nel trucco di una stella, la materia oscura potrebbe mantenere il corpo soffocato e gonfio per un miliardo di anni grazie a un processo unico chiamato annichilazione della materia oscura.

In sostanza, la materia oscura conferisce alle stelle oscure i suoi superpoteri: potrebbe espandersi e irradiare energia senza dover fare affidamento su quella danza delicata nota come fusione nucleare. Ciò libererebbe anche una stella scura dal suo nucleo, permettendole di espandersi verso l'esterno e, nonostante il suo nome, risplendere molto più luminosa e più grande.

"Possono continuare a crescere finché c'è combustibile di materia oscura", dice Freese ad Astronomia. "Abbiamo ipotizzato che possano ottenere fino a 10 milioni di volte la massa del Sole e 10 miliardi di volte più luminosi del Sole, ma in realtà non lo sappiamo. In linea di principio non vi è alcun limite."

E, suggerisce, ad un certo punto, una stella con così tanta massa dovrebbe crollare, diventando un buco nero.

Ma come fa una teoria che si basa sulla teoria a diventare una realtà? Non ci resta che individuarne uno nel pagliaio infinito che è il cosmo.

E quello potrebbe essere un lavoro per il James Webb Space Telescope.

Un modello in scala reale del James Webb Space Telescope, l'osservatorio spaziale più potente mai creato. (Foto: Chris Gunn / NASA)

Previsto per un lancio nel marzo 2021, l'occhio spaziale sarà "il più grande e potente telescopio mai messo nello spazio".

Mentre gli astronomi sono giustamente entusiasti della prospettiva di innumerevoli scoperte di nuovi pianeti, il telescopio può anche finalmente intravedere quel corpo celeste più sfuggente e antico noto come una stella oscura.

"Se una stella scura di un milione di masse solari fosse trovata [da James Webb] fin dall'inizio, è abbastanza chiaro che un tale oggetto sarebbe finito come un grande buco nero", dice Freese. "Quindi questi potrebbero unirsi per creare buchi neri supermassicci. Uno scenario molto ragionevole!"

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