Una stella canaglia è quella che è sfuggita all'attrazione gravitazionale della sua galassia domestica. Queste stelle si spostano nello spazio intergalattico, e così talvolta vengono chiamate stelle intergalattiche. A volte, quando una stella canaglia viene espulsa dalla sua galassia, trascina la sua coppia binaria per la corsa.
Gli astronomi pensano che la maggior parte delle stelle viva in relazioni binarie, in cui due stelle orbitano l'una nell'altra o orbitano attorno a un centro di gravità comune. Le stelle binarie non devono essere stelle come il nostro Sole; possono essere oggetti stellari più esotici come stelle di neutroni. Un nuovo studio basato sui dati dell'Osservatorio dei raggi X Chandra della NASA evidenzia un numero di queste coppie e il modo in cui sono state espulse.
"È come un ospite a cui è stato chiesto di lasciare una festa con un amico turbolento."
Xiangyu Jin, autore principale, McGill University
L'autore principale dello studio è Xiangyu Jin della McGill University di Montreal, in Canada. Il documento si chiama "Chandra Detection of Intra-cluster X-ray Sources in Fornax" ed è pubblicato su The Astrophysical Journal. Come dice il titolo, il team si è concentrato sull'ammasso di galassie Fornax, una regione a circa 60 milioni di anni luce dalla Terra.
Il team ha trovato circa 30 fonti di raggi X nella regione di Fornax che sembrano essere al di fuori di qualsiasi galassia. È probabile che siano coppie di stelle che sono state espulse dalle loro galassie. Come succede?
Una spiegazione riguarda esplosioni di supernovae e stelle di neutroni.
Quando una stella di massa sufficiente raggiunge la fine della sua vita di fusione, esplode come una supernova. Quell'esplosione lascia dietro di sé una stella di neutroni. A seconda delle circostanze, quell'esplosione non è uniforme e il rinculo può far uscire la stella di neutroni dalla sua galassia. E può trascinare con sé il suo partner binario.
"È come un ospite a cui è stato chiesto di lasciare una festa con un amico turbolento", ha detto Jin. "La stella compagna in questa situazione viene trascinata fuori dalla galassia semplicemente perché è in orbita con la stella che è diventata supernova."
Questi binari canaglia sono difficili da individuare, ma c'è un modo. Se la coppia è abbastanza vicina l'una all'altra, la più massiccia inizierà a sfamare l'altra, attirando la materia verso di essa, formando un disco gassoso. Mentre lo fa, la materia inizia a ruotare attorno alla stella più grande sempre più velocemente. L'attrito quindi riscalda la questione e il disco gassoso si riscalda a decine di milioni di gradi. Quindi emette raggi X, che l'Osservatorio Chandra è esperto nel vedere.
Il team ha utilizzato 15 giorni di osservazioni di Chandra distribuite su diversi anni e, se combinate con osservazioni ottiche, sono state in grado di confermare che le 30 sorgenti di raggi X non si trovano in nessuna delle galassie del cluster di Fornax e che in realtà sono stelle canaglia.
"Piuttosto che essere legati a una particolare galassia, queste coppie di stelle ora esistono nello spazio tra le galassie o stanno uscendo dalla loro galassia di casa", ha affermato il coautore Meicun Hou, dell'Università di Nanchino in Cina.
Tuttavia, non tutte le stelle canaglia alla deriva furono espulse dalla loro galassia domestica. Il team ha anche trovato altre 150 fonti di raggi X che si trovano al di fuori di un confine galattico. Possono trovarsi nelle parti più lontane dell'alone che circonda il cluster di Fornax.
Invece di espulsioni a causa di esplosioni di supernove, potrebbero essere state vittime di incontri galattici ravvicinati. Quando due galassie si scontrano, o si avvicinano abbastanza l'una all'altra, alcuni binari a raggi X vengono interrotti gravitazionalmente e fatti volare nello spazio intergalattico. Oppure potrebbero essere i resti di una galassia che è stata spogliata di stelle da uno di questi incontri ravvicinati galattici.
"Questo è come la fine di una festa, in cui le persone che partecipano si dirigono in diverse direzioni, e solo i padroni di casa vengono lasciati indietro", ha detto il co-autore Zhenlin Zhu, anche dell'Università di Nanchino. "Nel caso di Fornax, il caso estremo è che le galassie originali non esistono più."
Le osservazioni di Chandra in questo studio sono ammontate a 15 giorni, consentendo al team di scoprire 1.177 fonti di raggi X all'interno della loro regione di ricerca, che copre 29 galassie nel cluster di Fornax. Il team ha stimato quante di queste fonti probabilmente appartengono alle galassie nel cluster e quante sono fonti molto più distanti non contenute nel cluster. Ciò li ha lasciati con circa 180 fonti situate ben al di fuori delle principali regioni stellari di galassie nel cluster.
"Mentre siamo molto entusiasti di ciò che abbiamo scoperto, i nostri dati suggeriscono che potrebbero esserci molti più di questi binari sfrattati che sono troppo deboli per essere visti nei dati di Chandra", ha detto il coautore Zhiyuan Li, anche dell'Università di Nanchino. "Avremo bisogno di osservazioni Chandra più lunghe per rilevare questa popolazione di fonti più deboli."
