George W. Clark

George Whipple Clark (1927 - vivente), astronomo e professore emerito del Massachusetts Institute of Technology.

Stelle a raggi X negli ammassi globulari

Negli ultimi 15 anni telescopi per raggi X a bordo di palloni stratosferici, razzi e, più recentemente, di satelliti hanno localizzato circa 100 stelle a raggi X, molto luminose e variabili, tra i 100 miliardi di stelle che formano il disco della nostra galassia. Una tipica stella a raggi X irradia nella banda X dello spettro una potenza che supera di migliaia di volte quella irraggiata dal Sole su tutte le lunghezze d'onda. Questi oggetti che ricorrono con una frequenza di uno ogni miliardo di stelle sono fenomeni celesti tra i più rari e affascinanti. (p. 9)

Gli ammassi globulari sono sistemi gravitazionali legati composti in media da 100 000 stelle. Finora si conoscono circa 130 ammassi globulari ed è possibile che altri 70 siano nascosti alla nostra osservazione da nubi di polvere. Essi popolano l'alone galattico, la regione sferica divisa in due parti dal disco della Galassia. (p. 9)

Che tipo di oggetto può generare raggi X con la potenza prodigiosa delle stelle a raggi X? Si può affermare con ragionevole certezza che le stelle a raggi X sono resti ad alta densità di stelle che hanno esaurito la loro riserva di energia nucleare e sono collassate sotto la forza attrattiva della loro stessa gravità. La loro emissione di raggi X è dovuta a un processo di accrescimento in cui l'energia potenziale gravitazionale della materia che cade verso la stella collassata è convertita in calore a temperature di molti milioni di gradi e irradiata come fotoni X di energia compresa per lo più tra 1000 e 5000 elettronvolt (tra uno e 50 KeV). Dunque, per realizzare una stella a raggi X la natura deve combinare un resto stellare ad alta densità e una riserva di materia che alimenta il processo di accrescimento con un ritmo appropriato.
Questi elementi sono forniti entrambi da un sistema binario costituito da una stella che sta ancora bruciando il suo combustibile nucleare nelle immediate vicinanze di una stella collassata che ha terminato la fase di combustione. (pp. 9-10)

L'effettiva esistenza dei buchi neri è ancora oggetto di discussione, ma non si vede come un oggetto avente massa sufficientemente elevata e momento angolare sufficientemente ridotto possa sfuggire al collasso finale in un buco nero. (p. 11)

Gli ammassi globulari di stelle sono gli oggetti più vecchi e tra i più belli della Galassia. Essi hanno avuto anche un ruolo importantissimo negli sforzi compiuti per definire le dimensioni e la forma di tutta quanta la Galassia. (p. 11)

La formazione di stelle ha inizio con la concentrazione di una nube protostellare di gas e polvere. Circa metà delle stelle del disco galattico sono nate singolarmente. Il resto è nato in sistemi doppi o multipli. Nella maggior parte dei casi i membri di questi sistemi sono lontani tra loro quanto basta per evolversi come stelle singole, senza subire influenze dai loro compagni. Alcune stelle binarie, però, sono così vicine tra loro che l'evoluzione di entrambe è alterata drasticamente dal trasferimento di materia e, in certe condizioni, un sistema binario di quel tipo può diventare una sorgente interna di raggi X. (p. 14)

George W. Clark, Stelle a raggi X negli ammassi globulari, in Le Scienze, n. 113, gennaio 1978, pp. 9-23.