L'Età degli ammassi globulari

estratto dell'articolo di Bart J. Bok

Settore di ricerca in espansione sia in astronomia galattica sia in quella extragalattica è l'esame degli ammassi globulari. Questi sono importanti anche perché pare siano gli oggetti più vecchi della Via Lattea. Essi perciò, danno informazioni sulla nascita e sull'evoluzione della galassia e perfino del primo universo. L'ipotesi più semplice sugli ammassi è che essi si siano formati tutti in breve tempo (es. un miliardo di anni) durante il Big Bang. Gli ammassi quindi, dovrebbero esser i primi oggetti a condensare mentre le galassie prendevano forma, e ogni ammasso derivava da una singola bolla di gas. Parla a favore di tale ipotesi il fatto che metà dei circa 200 ammassi globulari della Via Lattea siano distribuiti nel volume quasi sferico dell'alone galattico. Presumibilmente essi si sono formati in tale regione ben prima che prendesse forma il disco galattico. L'orbita di un tale ammasso è un ellisse piuttosto eccentrica e non l'orbita quasi circolare caratteristica della materia del disco. L'asse maggiore del disco è talvolta di parecchie decine di migliaia di parsec e ogni miliardo di anni l'orbita spinge l'ammasso attraverso lo spessore del disco, che è di solo qualche centinaio di parsec. Nell'ipotesi più semplice le stelle degli ammassi globulari dovrebbero essersi formate in un epoca nella quale la materia presente nella galassia era principalmente idrogeno e elio, i due elementi chimici che si suppone siano stati creati immediatamente dopo il Big Bang.  Una stella nata successivamente condenserebbe, invece, gas interstellare, parte del quale proverrebbe dal ciclo interno di stelle nate in precedenza. Per esempio, una parte del gas potrebbe essere stata scagliata nello spazio da esplosioni di supernova. Si tratterebbe di materia nella quale gli atomi più pesanti proverrebbero da fusione termonucleare. La stella nata successivamente dovrebbe quindi avere una concentrazione più elevata di elementi chimici pesanti (metalli). E' la concentrazione di metalli nei vari ammassi globulari che mette in pericolo la più semplice delle ipotesi. E' accertato che il rapporto tra metalli e idrogeno ed elio è 100 volte maggiore nel sole di quanto lo sia nelle stelle degli ammassi globulari poveri di metalli, quale M3. Inoltre, gli ammassi poveri di metalli tendono ad essere quelli più esterni alla galassia. Oggi viene loro attribuita un età di 15 miliardi di anni. D'altra parte l'ammasso globulare 47 nel Tucano  è relativamente ricco di metalli e si ritiene la sua età di 10 milardi di anni, pari al doppio dell'età del nostro sole.