L’astrosismologia è la scienza che studia la struttura interna delle stelle che pulsano attraverso l’analisi delle loro oscillazioni e del loro spettro.
All’interno degli astri si propagano onde sonore, proprio come all’interno della Terra, che sono osservabili all’interno della fotosfera, che ne serba traccia. Lo studio di questi fenomeni è fondamentale per comprenderne la struttura.
La frequenza e l’ampiezza delle singole oscillazioni sono in correlazione con lo stato fisico dei vari strati che l’onda attraversa. In pratica, le onde si propagano in maniera differente a seconda del materiale che incontrano.
Siccome non possiamo vedere dentro le stelle, si studia l’effetto Doppler delle radiazioni elettromagnetiche inviate dalla stella. Effetti che dipendono dalla contrazione ed espansione che periodicamente l’astro subisce e che, a sua volta, è correlato al meccanismo attraverso cui l’energia meccanica si disperde in calore.
Durante la contrazione, l’aumento della temperatura causa l’aumento della frequenza del segnale, un blue-shift. Durante l’espansione invece si crea una diminuzione della temperatura e quindi della frequenza (red-shift). Le oscillazioni che avvengono nelle stelle sono chiamate stellamoti (starquakes). Tra gli ultimi dispositivi attivi in questo campo di ricerca abbiamo il satellite Corot, addetto alla ricerca di pianeti extrasolari, che grazie agli stellamoti studiano la convezione e la rotazione stellare e il transito dei pianeti.
Recentemente, a una distanza di 11,9 anni luce, è stata scoperta e studiata una stella nana, Epsilon Indi di colore arancione, una “nana K” con un diametro pari al 71% quello del Sole. Le analisi condotte con lo spettrografo Espresso, montato sul Very Large Telescope dell’Osservatorio australe europeo, hanno rilevato i più piccoli terremoti stellari mai registrati.
Le oscillazioni hanno un picco di soli 2,6 centimetri al secondo, circa un settimo di quelle del Sole, e questo la rende la stella nana più piccola e più fredda osservata fino ad oggi (circa 1000 gradi più fredda della superficie del Sole) e con oscillazioni confermate di tipo solare. La velocità con cui avvengono queste scosse è molto lenta, inferiore alla velocità media di un bradipo.
Il livello di precisione potrebbe aiutare gli scienziati a risolvere un disaccordo di lunga data tra teoria e osservazioni per quanto riguarda la relazione tra la massa e il diametro di queste stelle nane fredde, poiché esiste una discrepanza fra i modelli e i metodi empirici, che sottostimano il diametro delle nane K del 5-15%.
In futuro le oscillazioni verranno anche studiate per studiare la complessa fisica degli strati superficiali nelle nane K, che sono importanti laboratori per sondare i fenomeni chiave da cui partire per studiare i fenomeni non ancora studiati in dettaglio in altre stelle. Dal momento che le stelle nane arancioni e i loro sistemi planetari hanno una durata di vita molto lunga, recentemente sono diventate anche un obiettivo ambito per ricerca della vita extraterrestre.
Questo risultato dimostra che il potere dell’astrosismologia può ora essere utilizzato nella caratterizzazione dettagliata di tali stelle e dei loro pianeti abitabili, con implicazioni di vasta portata. Inoltre, la determinazione precisa dell’età delle nane fredde vicine può essere fondamentale per interpretare le biofirme negli esopianeti.
