Kepler spia i balletti celesti delle Pleiadi

Il telescopio spaziale Kepler ha misurato il periodo di rotazione di poco meno di un migliaio di stelle all'interno dell'ammasso delle Pleiadi. Le osservazioni costituiscono il più vasto catalogo di parametri stellari riguardanti un singolo ammasso.

L'ammasso stellare delle Pleiadi si trova a 445 anni luce dalla Terra. Le stelle al suo interno si sono formate circa 125 milioni di anni fa, il che le pone a cavallo tra ciò che è considerata la gioventù di una stella e la sua maturità. Gli astronomi sospettano che il moto rotatorio di una stella raggiunga la sua massima intensità proprio durante questa fase; con l'evoluzione dell'astro, si pensa che la velocità di rotazione rallenti sempre di più, a causa dell'emissione del vento stellare - il continuo flusso di particelle cariche espulse da una stella.

Spiando l'ammasso più volte nell'arco di 72 gorni, Kepler è riuscito a distinguere più di un migliaio di stelle. Gli astronomi sono poi stati in grado di calcolare il periodo rotatorio di oltre 750 di esse, tra cui 500 la cui bassa luminosità rende quasi impossibile il loro studio dalla superficie terrestre.

L'occhio robotico di Kepler ha raccolto la luce delle stelle, permettendo agli scienziati di osservare il ripetersi di particolari andamenti fotometrici dovuti alla presenza di macchie stellari. Queste sono regioni che si formano quando picchi di intensità nel campo magnetico impediscono il normale rilascio di energia dalla superficie stellare, provocando un raffreddamento dell'area interessata, che quindi risulta più scura del resto del disco.

A causa del moto di rotazione di una stella sul proprio asse, a un certo punto le macchie solari scompaiono, per poi ricomparire sul lato opposto del disco. Queste variazioni consentono agli scienziati di mappare la rotazione della superficie.

La turbolenza e la grande attività che caratterizzano le stelle di questa età rendono le loro macchie molto più grandi di quelle del Sole, il che ha facilitato il compito di Kepler.

Le osservazioni mostrano una chiara relazione tra la massa di una stella e il suo periodo di rotazione. Le stelle più massicce esibiscono periodi molto più brevi, mentre quello meno massicce risultano molto più rapide. Nel primo caso, si parla di periodi compresi tra uno e 11 giorni terrestri; nel secondo, di meno di un giorno. Per confronto, il periodo del nostro sole è di circa 26 giorni. La popolazione di stelle più lente osservate da Kepler include stelle più calde, massicce e grandi della nostra stella. Al contrario, le stelle più veloci possiedono in alcuni casi solo un decimo della massa del Sole.

"Nel balletto delle Pleaidi, possiamo vedere come i membri più lenti tendano ad essere più massicci, mentre i corpi che ruotano più velocemente tendono ad essere le stelle molto leggere," spiega Luisa Rebull del Caltech.

Secondo gli astronomi, l'origine di questa relazione è da ricercarsi nella struttura interna delle stelle. Le stelle più grandi possiedono vasti nuclei avvolti da un sottile strato di materiale convettivo. Le stelle più piccole, invece, sono composte quasi interamente del materiale convettivo. Con l'evoluzione delle stelle, il rallentamento dovuto all'azione magnetica è maggiore nel caso dello strato sottile situato all'interno delle stelle più grandi, che quindi risultano più lente.

Data la vicinanza dell'ammasso, i ricercatori vogliono ora estendere le loro misurazioni ad altri parametri stellari, che potrebbero influenzare l'abitabilità di eventuali mondi alieni situati in orbita attorno a queste stelle. Ad esempio, con il rallentamento del moto rotatorio di una stella, si ha anche una diminuzione nel numero delle macchie solari; la diminuzione di macchie solari, a sua volta, si traduce in un calo nella frequenza e nell'intensità delle tempeste solari e quindi di radiazioni potenzialmente letali.

"Speriamo che, confrontando i nostri risultati con altri ammassi stellari, saremo in grado di imparare di più sulla relazione tra la massa e l'età di una stella e la storia del suo sistema planetario," prosegue la ricercatrice. "L'ammasso stellare delle Pleiadi fornisce un'ancora ai nostri modelli teorici sulla rotazione stellare in entrambe le direzioni, ovvero sia verso stelle più giovani che verso stelle più vecchie. Abbiamo ancora molto da imparare sul come, sul perché e sul quando le stelle rallentano i loro periodi di rotazione e appendono le scarpette al chiodo."

Kepler, colpito da un lieve guasto a fine Luglio, è oggi rientrato in piena modalità scientifica.