Le stelle di Hawking: alla ricerca della comprensione dell’universo primordiale

La‍ scoperta delle stelle di Hawking

Un team internazionale⁤ di ricercatori suggerisce che le “stelle di ‌Hawking”, stelle con buchi⁣ neri primordiali al ​loro interno, ⁤potrebbero mimetizzarsi come stelle normali e ‍aiutare nell’esplorazione della materia oscura e dell’universo primordiale. ‍In uno scenario ipotetico, piccoli buchi neri primordiali potrebbero essere catturati ⁣da ‍stelle in formazione.‍ Un team internazionale, guidato dai⁢ ricercatori dell’Istituto Max Planck per l’Astrofisica, ‌ha ora modellato l’evoluzione di queste cosiddette “stelle di Hawking” e ​ha scoperto ​che ⁣possono avere ‍una sorprendente longevità,​ assomigliando in ⁢molti aspetti alle stelle normali. ‍L’asterosismologia potrebbe aiutare a‌ identificare tali stelle, che a loro volta potrebbero​ testare l’esistenza di buchi neri primordiali e ‌il ‌loro ruolo⁣ come componente della materia oscura.

 

Un esperimento scientifico

Facciamo ⁣un esercizio scientifico: se assumiamo⁢ che ​un ‍gran numero di⁣ buchi neri molto piccoli siano⁣ stati creati subito dopo ‍il Big Bang (i cosiddetti buchi neri primordiali), alcuni di essi potrebbero essere catturati⁣ durante la formazione di nuove stelle. Come‍ influenzerebbe questo la stella durante la sua vita? “Gli scienziati a volte pongono ‌domande folli⁣ per‌ imparare di più”, dice Selma de Mink,⁣ direttrice del dipartimento⁢ stellare ‍all’Istituto Max‍ Planck per⁢ l’Astrofisica (MPA). “Non sappiamo nemmeno se tali buchi neri primordiali esistano, ma possiamo comunque fare⁤ un interessante esperimento mentale”.

I buchi neri primordiali si sarebbero formati nell’universo molto primordiale con ‍una vasta ⁤gamma di masse, da alcuni piccoli​ come un asteroide fino a migliaia di masse solari. Potrebbero ⁣costituire una componente importante della materia oscura, oltre ad essere ‍i semi per i buchi neri supermassicci al centro delle galassie‌ odierne.

La modellazione delle stelle di Hawking

Con una probabilità molto piccola, ⁤una stella⁢ in formazione potrebbe catturare un buco nero con la massa ⁤di un‌ asteroide o di una piccola luna, che⁣ occuperebbe poi il centro della stella. Una tale stella è chiamata‌ “stella di Hawking”, dal nome di‍ Stephen Hawking, ⁢che‍ per primo propose⁣ questa​ idea in un articolo⁤ negli anni ’70. Il buco ⁢nero al​ centro di una tale stella di Hawking crescerebbe solo lentamente, poiché l’afflusso di gas per alimentare il buco nero è ostacolato dalla luminosità ‌in uscita.

Un team internazionale di scienziati ha ora modellato l’evoluzione di una tale stella con varie masse iniziali⁣ per⁤ il ‌buco⁤ nero e con ⁣diversi modelli di accrescimento per il centro stellare. Il loro sorprendente risultato: quando la massa del buco nero è ​piccola, la stella è essenzialmente indistinguibile da una stella normale.

“Le stelle ⁣che ospitano un buco ​nero al loro centro possono vivere sorprendentemente a lungo”, dice Earl Patrick ⁤Bellinger, postdoc MPA e ora professore​ assistente‍ all’Università di Yale, che ha guidato lo studio. “Anche il nostro ​Sole⁤ potrebbe avere un buco ⁣nero massiccio come il pianeta ⁢Mercurio al suo centro senza che ce ne accorgiamo”.

 

Le implicazioni delle stelle ​di Hawking

La principale⁣ differenza tra una stella ‌di Hawking e una ​stella normale sarebbe vicino al nucleo, che diventerebbe ‌convettivo a causa della crezione sul buco nero. Non altererebbe le ⁣proprietà​ della stella‍ sulla‌ sua superficie e sfuggirebbe alle​ attuali capacità di ⁣rilevamento. Tuttavia, potrebbe ⁣essere rilevabile utilizzando⁤ il campo relativamente nuovo dell’asterosismologia, dove gli astronomi utilizzano le oscillazioni acustiche per sondare l’interno ‍di una stella.

Anche nella loro evoluzione successiva, nella fase di gigante rossa, il buco nero potrebbe portare a firme caratteristiche. Con⁢ progetti futuri ‍come PLATO, tali oggetti potrebbero essere scoperti. Tuttavia, sono⁣ necessarie ulteriori simulazioni per determinare⁤ le implicazioni di inserire un buco‍ nero in stelle di varie masse e⁣ metallità.

Se⁤ i buchi‍ neri primordiali fossero ‌effettivamente⁣ formati poco dopo il ‌Big Bang, ‌cercare stelle di Hawking potrebbe essere un modo per trovarli. “Anche ⁤se il Sole è usato come esercizio, ci sono buone⁢ ragioni per pensare che le stelle di Hawking sarebbero⁤ comuni negli ammassi globulari e nelle galassie nane ultra-fioche”, ‍sottolinea il professor Matt Caplan della​ Illinois State ​University, ‍coautore ⁢dello studio.

“Questo ‍significa che le stelle ⁣di Hawking potrebbero essere uno strumento per testare sia ⁣l’esistenza di buchi​ neri primordiali, sia il ⁣loro possibile ruolo come‌ materia oscura”.

La ricerca continua

La ricerca pubblicata su “The ⁢Astrophysical Journal” il 13 dicembre 2023, con DOI: 10.3847/1538-4357/ad04de,‍ rappresenta un passo importante nella comprensione dell’universo primordiale e ​della materia oscura. ​Gli scienziati continueranno ​a esplorare le implicazioni delle stelle di Hawking e il loro potenziale ruolo nell’astrofisica ⁤moderna.

Exit mobile version