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Astronomia

Allan Sandage pubblica le prime tracce evolutive degli ammassi globulari

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Nel 1957 Allan Sandage pubblica sull'Astrophysical Journal una serie di articoli in cui si presentano i primi tracciati evolutivi con il metodo semiempirico di Hoyle-Schwarzschild dell'ammasso aperto M67 e dell'ammasso globulare M3. Concentriamo l'attenzione in particolare sugli ammassi globulari perché essi sono fra gli oggetti più vecchi che si conoscono e la determinazione della loro età pone di conseguenza un limite inferiore alla età della nostra Galassia e dell'intero universo. 
 
Un ammasso globulare è un aggregato di stelle, fino a qualche milione, estremamente compatto e di forma sferica. Nella nostra e nelle altre galassie gli ammassi globulari si trovano in una regione sferica che circonda la galassia, l'alone. Essi costituiscono  quindi un grande sistema di satelliti che ruotano intorno alla galassia parente ad una velocità di circa 300 km/sec e con un periodo medio di oltre 200 milioni di anni.

La sigla M, che precede il numero intero di assegnazione, deriva dal catalogo di oggetti nebulari compilato da Messier all'inizio del XIX secolo sugli oggetti diffusi che appaiono nel cielo notturno dell'emisfero settentrionale. Con gli strumenti del tempo, Messier non riusciva a distinguere le singole stelle degli ammassi, che apparivano quindi come delle nebulose di forma sferoidale.

Osservando gli ammassi globulari con le tecniche moderne si nota che, procedendo dall'esterno verso l'interno, le stelle si fanno via via più fitte, sino a quando, nella zona centrale, non sono più otticamente separabili le une dalle altre. Nella nostra Galassia vi sono oltre cento ammassi globulari, ognuno dei quali contiene un numero di stelle che va da 100.000 a 1.000.000. Si osservano ammassi globulari anche in altre galassie. La galassia di Andromeda è stata studiata dagli astronomi bolognesi che hanno effettuato un "survey" molto dettagliata dei suoi ammassi globulari. In Andromeda se ne conoscono ben più di 100 e la stima del loro numero potrebbe arrivare perfino a 500.
L'importanza di questi aggregati di stelle, ben nota nel 1957 a  Sandage, deriva dal fatto che, pur con alcune notevoli eccezioni, ogni ammasso globulare ha un'età ben definita. Questo significa che tutte le stelle dell'ammasso si sono formate praticamente allo stesso tempo.

Il riconoscimento di questo fatto è dovuto allo studio dei diagrammi H-R, dal nome degli astronomi Herzsprung e Russell che per primi l'hanno proposto, ponendo le basi delle teorie dell'evoluzione stellare. Infatti, le stelle di un ammasso globulare, facendo parte di un'unica "generazione coeva", presentano un'evoluzione dipendente unicamente dai loro parametri fisici e chimici originari e, in particolare, dalla loro massa.

Il lavoro di Allan  Sandage è stato uno dei primi in cui sono state calcolate delle tracce evolutive teoriche per le stelle associando ad ogni fase evolutiva osservata una età presunta calcolata dai modelli. In questo modo, Sandage dimostrò per la prima volta che l'età degli ammassi globulari deve essere di almeno 10 miliardi di anni e, di conseguenza, che la nostra Galassia che li contiene (e quindi l'universo) deve essere altrettanto vecchia o, forse,  anche più vecchia.

Da allora lo studio dell'evoluzione stellare, affidandosi ai potentissimi nuovi calcolatori, ha fatto passi da gigante. I modelli stellari evolutivi rappresentano ancora oggi uno dei migliori, se non l'unico, vero "orologio" dell'Astrofisica moderna.