Immagine Alma del vecchio sistema stellare W43a. I getti bipolari ad alta velocità espulsi dalla stella centrale sono riportati in blu, i getti a bassa velocità sono mostrati in verde e le nubi di polvere trascinate dai getti sono mostrate in arancione. Crediti: Alma (Eso / Naoj / Nrao), Tafoya et al.
Nella fase finale della loro vita, le stelle simili al Sole si evolvono in giganti rosse le quali, quando hanno finito di “bruciare” il loro combustibile nucleare, espellono il gas di cui sono costituite e i loro strati più esterni, formando nebulose planetarie. Esistono nebulose planetarie di varie forme: alcune sono sferiche, altre bipolari, altre ancora mostrano strutture complicate. L’origine di questa varietà risulta essere di particolare interesse per gli astronomi, ma spesso la polvere e il gas espulsi dalla vecchia stella oscurano il sistema e rendono difficile svelare il funzionamento interno del processo.
Per affrontare questo problema, un team di astronomi guidato da Daniel Tafoya della Chalmers University of Technology, in Svezia, ha puntato il radiotelescopio Alma (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) verso W43a, un vecchio sistema stellare a circa 7000 anni luce dalla Terra, nella costellazione dell’Aquila.
Grazie all’alta risoluzione di Alma, il team ha ottenuto un’immagine molto dettagliata dello spazio attorno a W43a. «Le strutture più importanti sono i suoi piccoli getti bipolari», afferma Tafoya, primo autore dell’articolo pubblicato su Astrophysical Journal Letters. Il team ha scoperto che la velocità dei getti è dell’ordine di 175 km al secondo, ossia molto più alta delle stime precedenti. Sulla base di questa velocità e delle dimensioni dei getti, il team ha calcolato che la loro età sia inferiore alla durata della vita umana.
«Considerando la giovinezza dei getti rispetto alla vita complessiva di una stella, è corretto dire che stiamo assistendo al “momento esatto” in cui i getti hanno appena iniziato a farsi strada attraverso il gas circostante», spiega Tafoya. «I getti scolpiscono il materiale circostante in soli 60 anni. Una persona quindi potrebbe vedere il loro progredire nel corso della sua vita».
Impressione artistica di W43a, basata sui risultati dell’osservazione di Alma. Inizialmente il gas si è diffuso su un guscio sferico emesso dalla stella. W43a ha appena iniziato a espellere getti bipolari che trascinano il materiale circostante. I punti luminosi corrispondono all’emissione radio delle molecole d’acqua, in corrispondenza dell’interfaccia dei i getti e il gas diffuso. Crediti: Naoj
L’immagine di Alma mostra chiaramente la distribuzione delle nubi di polvere trascinate dai getti, che è una prova rivelatrice di come i getti stiano influenzando l’ambiente circostante. Il team suggerisce che questo trascinamento potrebbe essere la chiave per comprendere la formazione della nebulosa planetaria a forma bipolare. Nel loro scenario, la vecchia stella progenitrice espelle il gas con una simmetria sferica e il nucleo della stella perde il suo involucro. Ma se la stella ha un compagno, il gas del compagno si riversa nel nucleo della stella morente e una parte di questo nuovo gas va a formare i getti. Pertanto, il fatto che la stella abbia o meno un compagno sembra essere un fattore rilevante per determinare la struttura della nebulosa planetaria risultante.
«W43a è uno degli oggetti peculiari chiamati fontane d’acqua», spiega Hiroshi Imai dell’Università di Kagoshima, in Giappone, membro del team. «Si tratta di vecchie stelle che mostrano emissioni radio caratteristiche delle molecole d’acqua. Le nostre osservazioni effettuate con Alma ci portano a pensare che l’acqua che genera l’emissione radio si trovi nella regione di confine tra i getti e il materiale circostante. Forse tutte le sorgenti di questo tipo – le fontane d’acqua – sono originate da un sistema binario che ha appena espulso un doppio getto, proprio come W43a».
Il team sta già lavorando a nuove osservazioni Alma di altre stelle simili, sperando di ottenere nuove informazioni su come si formano le nebulose planetarie e su cosa ci possiamo aspettare per stelle come il Sole.
«A oggi sono stati identificati solo 15 oggetti a fontana», nonostante il fatto che nella Via Lattea ci siano oltre 100 miliardi di stelle», spiega José Francisco Gómez all’Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spagna. «Il motivo probabilmente risiede nel fatto che la durata dei getti è piuttosto breve, quindi quando riusciamo a vederli, come in questo caso, dobbiamo ritenerci molto fortunati».
Per saperne di più:
- Leggi su Astrophysical Journal Letters l’articolo “Shaping the envelope of the asymptotic giant branch star W43A with a collimated fast jet” di Daniel Tafoya, Hiroshi Imai, José F. Gómez, Jun-ichi Nakashima, Gabor Orosz e Bosco H. K. Yung