COLLO DI BOTTIGLIA DELLA FORMAZIONE STELLARE

Quelle rare fucine galattiche

Solo il 3 per cento del gas nella Via Lattea dà vita a nuove stelle. Ad affermarlo è uno studio di un gruppo di astronomi giapponesi, che ha utilizzato i dati del radiotelescopio di Nobeyama per analizzare le rare zone in cui le stelle si formano. I risultati sono stati pubblicati su Pasj

Filamenti di formazione stellare. Crediti: Esa/Herschel/Pacs, Spire/Hi-Gal Project. Acknowledgement: Unimap / L. Piazzo, La Sapienza – Università di Roma; E. Schisano / G. Li Causi, Iaps/Inaf, Italy

La formazione delle stelle nelle galassie avviene all’interno di nubi di gas ad alta densità. Tipicamente si tratta di idrogeno molecolare che, grazie al collasso gravitazionale, si addensa sempre di più fino a creare un oggetto in cui vengono innescate le reazioni termonucleari: una stella è nata. Tuttavia non tutte le zone di una galassia sono adatte alla formazione stellare, in quanto le nubi di gas molecolari ad alta densità si trovano soltanto in particolari regioni, in special modo nei bracci di spirale. Studiare la distribuzione di queste zone è di fondamentale importanza per comprendere e tenere traccia dei tassi di formazione stellare. Le nubi ad alta densità sono molto difficili da individuare poiché sono decine di volte più piccole rispetto alle zone dove il gas è rarefatto. Sono quindi necessarie osservazioni ad altissima risoluzione per poter individuare le aree con le caratteristiche adatte alla formazione stellare.

Un gruppo di ricercatori giapponesi, guidato da Kazufumi Torii in forze al Nobeyama Radio Observatory (Nro), ce l’ha fatta. Grazie all’antenna di 45 metri del radiotelescopio giapponese, i ricercatori hanno trovato un dato importante relativo alla Via Lattea: soltanto il 3 per cento della massa del gas dell’intera galassia è distribuito in nubi calde e abbastanza dense da formare stelle. Il resto è sparso in filamenti e altre strutture che, data la loro bassa densità, non possono ospitare la nascita di nuove astri.

Distribuzione delle nubi molecolari di gas ottenuta dal progetto Fugin. Le zone ad alta densità sulla destra sono state rilevate solamente in piccole parti all’interno delle aree con gas a bassa densità. Crediti: Naoj

Per ottenere i risultati ora illustrati su Publications of the Astronomical Society of Japan, gli astronomi hanno analizzato una porzione della Via Lattea di circa 20mila anni luce che attraversa trasversalmente i bracci di spirale di Sagittario, Scutum e Norma, e altre regioni più centrali. Le misurazioni fanno parte del progetto Fugin (Forest Unbiased Galactic Plane Imaging Survey with the Nobeyama 45-m Telescope), una serie di osservazioni, avvenute tra il 2014 e il 2017, che ha prodotto una delle più dettagliate radio-mappe esistenti della Via Lattea.

I ricercatori hanno misurato l’emissione radio delle nubi molecolari e hanno derivato la frazione di gas ad alta densità rispetto al restante gas molecolare. La quantità di gas denso varia di circa un ordine di grandezza tra i bracci e la barra di spirale, ma in media esso è il 3 per cento del totale di gas presente. Questo valore è consistente con la differenza evidenziata in altre galassie tra il tasso di produzione di nuove stelle e la loro quantità osservata, che risulta essere circa mille volte inferiore.

La conclusione a cui sono arrivati gli astronomi è che il principale collo di bottiglia per la nascita di nuove stelle nella Via Lattea è proprio la formazione di nubi di gas ad alta intensità. Esse sono talmente rare che il tasso di formazione stellare si attesta su valori molto bassi, se comparati con la totalità del gas presente. La causa di questa inefficienza nella formazione di nubi di gas ad alta densità ancora non è nota.

Questo primo risultato fa da trampolino di lancio per nuovi studi sulla distribuzione delle nubi molecolari all’interno della Via Lattea. I dati raccolti dal progetto Fugin, grazie all’alta risoluzione delle radio-mappe, continueranno a essere analizzati per investigare le cause dell’estrema rarità di queste fucine stellari.

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