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Mi è sempre piaciuto quando l’universo sorprende gli scienziati. Insomma, è proprio questo il senso dell’esplorazione, no? Inviamo questi strumenti incredibili, come il Telescopio Spaziale James Webb, nel cosmo aspettandoci di confermare ciò che già crediamo di sapere, e invece ci ritroviamo tra le mani un bellissimo groviglio di misteri.
Ebbene, è esattamente ciò che sta accadendo ora, e onestamente? Trovo tutto ciò esaltante.
Webb, lanciato nel 2021, ci sta mostrando galassie provenienti dall’infanzia dell’universo che appaiono... diciamo pure “mature” per la loro età. Sono più grandi, più complesse e più evolute di quanto i nostri modelli esistenti prevedessero. Gli scienziati si sono grattati la testa, chiedendosi cosa sulla Terra (o meglio, cosa nell’universo primordiale) potesse spiegare queste anomalie cosmiche.
Ora, un affascinante nuovo studio dell’Università dello Utah suggerisce che potremmo aver sbagliato a pensare alle stelle massicce — in particolare alle prime generazioni di esse.
Ecco il punto sulle stelle massicce — e quando dico massicce, intendo stelle con una massa superiore a dieci volte quella del nostro Sole — sono delle vere e proprie centrali energetiche. Bruciano in modo incredibilmente caldo, emettono enormi quantità di radiazioni e alla fine esplodono come supernove, disperdendo materia ed energia in tutte le galassie ospiti. In molti sensi, questi mostri governano l’evoluzione delle galassie. Riscaldano il gas, spingono la materia e determinano quali materie prime rimangono disponibili per generare la prossima generazione di stelle.
Clienti piuttosto importanti, in altre parole.
Ma ecco ciò che non avevo pienamente apprezzato fino a leggere questa ricerca: le stelle massicce nell’universo primordiale potrebbero essersi comportate in modo completamente diverso dalle stelle massicce che osserviamo oggi nella nostra Via Lattea. E questa differenza potrebbe spiegare perché quelle galassie antiche appaiono così strane a Webb.
Perché le prime stelle massicce sarebbero state diverse? Tutto dipende dalla chimica — in particolare, da una proprietà chiamata metallicità. No, non stiamo parlando di heavy metal o dell’armatura di Iron Man. In astronomia, “metalli” si riferisce a qualsiasi elemento più pesante dell’idrogeno e dell’elio. L’universo primordiale era composto quasi esclusivamente da idrogeno ed elio — quegli elementi più leggeri non erano ancora stati forgiati attraverso generazioni di nucleosintesi stellare.
Quindi le galassie primordiali avevano molti meno “metalli” fluttuanti rispetto alla nostra galassia odierna. E questo apparentemente cambia il comportamento delle stelle massicce in modi piuttosto fondamentali.
Il team di ricerca, guidato da Grace Telford dell’Università dello Utah, ha avviato un progetto chiamato TEMPOS (Treasury of Extremely Metal-Poor O Stars — perché gli astronomi adorano gli acronimi). Utilizzano il Telescopio Spaziale Hubble per studiare le stelle massicce in galassie nane vicine che presentano metallicità altrettanto basse, utilizzandole di fatto come macchine del tempo per capire come fossero le cose miliardi di anni fa.
Ecco dove la cosa diventa genuinamente interessante. Hanno esaminato 29 stelle massicce distribuite in sei diverse galassie nane, ciascuna con una metallicità inferiore a un quinto di quella del Sole. È un campione minuscolo, ma come ha sottolineato Telford, “quando ogni osservazione richiede fino a 35 ore di tempo Hubble, diventa davvero costoso”. Quindi si tratta in realtà di un dataset piuttosto significativo.
Una delle scoperte chiave? I venti stellari — quelle potenti correnti di materia che si sprigionano dalle stelle massicce — sembrano rallentare drasticamente quando la metallicità scende sotto una certa soglia. A metallicità molto basse, le velocità dei venti precipitano molto più rapidamente di quanto gli scienziati si aspettassero sulla base delle tendenze misurate a metallicità più elevate.
Questo è importante perché i venti stellari influenzano l’evoluzione delle stelle massicce, il loro interazione con il gas circostante e, in ultima analisi, il loro contributo all’evoluzione galattica. Se le prime stelle massicce avessero avuto venti più deboli, potrebbero essere rimaste attive più a lungo, comportandosi in modo diverso e plasmando le loro galassie ospiti in