DALL’EMBRIONE ALLA BABY STELLA, ALMA NE TRACCIA L'EVOLUZIONE

A caccia di uova stellari nella nube del Toro

Servendosi di Alma, gli astronomi hanno effettuato un censimento delle “uova stellari” presenti nella nube molecolare del Toro, rivelandone lo stato di evoluzione e migliorando l’attuale comprensione di come e quando un embrione stellare si trasforma in una piccola stella. Inoltre, il team ha trovato una coppia di getti di gas che potrebbe essere la prova dell’esistenza di una stella davvero appena nata

     10/08/2020
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Grazie ad Alma (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) gli astronomi hanno effettuato un censimento delle “uova stellari” presenti nella costellazione del Toro, rivelandone lo stato di evoluzione. Questo censimento sta aiutando i ricercatori a capire come e quando un embrione stellare si trasforma in una piccola stella, nelle profondità di un uovo gassoso. Inoltre, il team ha trovato un outflow bipolare – una coppia di getti di gas – che potrebbero essere la prova rivelatrice di una stella davvero appena nata.

Immagine ad ampio campo a infrarossi della Nube Molecolare del Toro, ottenuta dall’Osservatorio Spaziale Herschel, e delle uova stellari osservate con Alma (negli inserti). Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), Tokuda et al., Esa/Herschel

Le stelle si formano dal collasso gravitazionale delle nubi gassose. Le parti più dense delle nubi, chiamate nuclei delle nubi molecolari, rappresentano i siti della formazione stellare e si trovano principalmente lungo la Via Lattea. La Nube Molecolare del Toro è una regione attiva di formazione stellare e molti telescopi sono stati puntati in quella direzione. Precedenti osservazioni hanno mostrato che alcuni nuclei sono in realtà uova stellari in una fase che precede la nascita delle stelle, ma altri hanno già stelle neonate all’interno.

Un gruppo di ricerca guidato da Kazuki Tokuda, un astronomo della Osaka Prefecture University e del National Astronomical Observatory of Japan (Naoj), ha utilizzato Alma per fare un’indagine sulla struttura interna delle uova stellari. I ricercatori hanno osservato 32 nuclei senza stelle e 9 nuclei con baby protostelle. Hanno rilevato onde radio da tutti i 9 nuclei con le stelle, ma solo 12 dei 32 nuclei senza stelle hanno mostrato un segnale. Il team ha concluso che queste 12 uova hanno sviluppato strutture interne, il che mostra che sono più evolute dei 20 nuclei quieti.

«In generale, gli interferometri radio che utilizzano molte antenne, come Alma, non sono bravi a osservare oggetti informi come le uova stellari», dice Tokuda. «Ma nelle nostre osservazioni, abbiamo volutamente utilizzato solo le antenne da 7 metri di Alma. Questo array compatto ci consente di vedere oggetti con una struttura regolare, e ottenere informazioni sulla struttura interna delle uova stellari, proprio come previsto».

Il cuore di Alma è l’Atacama Compact Array. Questi piccoli telescopi parabolici da 7 metri, affiancati da alcuni più grandi da 12 metri, si stanno praticamente toccando l’un l’altro per simulare un singolo telescopio. Quando le loro viste del cielo vengono combinate, possono vedere oggetti molto deboli. Crediti: T. Burchell, Nrao/Nsf/Aui

In un interferometro radio, l’aumento della distanza tra le antenne migliora la risoluzione angolare, ma rende difficile rilevare oggetti estesi. D’altra parte, un array compatto ha una risoluzione inferiore ma ci consente di vedere oggetti estesi. Questo è il motivo per cui il team ha utilizzato l’array compatto di antenne da 7 metri di Alma – noto come Morita Array – e non l’array esteso di antenne da 12 metri. Così facendo, i ricercatori hanno scoperto che c’è una differenza tra i due gruppi individuati nella densità del gas al centro dei nuclei densi. Una volta che la densità del centro di un nucleo denso supera una certa soglia, circa un milione di molecole di idrogeno per centimetro cubo, l’auto-gravità porta l’uovo a trasformarsi in una stella.

Un censimento può anche essere utile per trovare un oggetto raro. Il team ha infatti notato che, in un uovo stellare, è presente un flusso di gas bipolare, debole ma molto chiaro. La dimensione del flusso è piuttosto piccola e nessuna sorgente di radiazione infrarossa è stata identificata nel nucleo denso. Queste caratteristiche corrispondono piuttosto bene alle previsioni teoriche di un primo nucleo idrostatico, un oggetto di breve durata che si forma poco prima della nascita di una piccola stella. «Diversi candidati per i primi nuclei idrostatici sono stati identificati in altre regioni», spiega Kakeru Fujishiro, un membro del team di ricerca. «Questa è la prima identificazione nella regione del Toro. È un buon obiettivo per un’osservazione futura approfondita».

Kengo Tachihara, professore associato presso l’Università di Nagoya, ricorda il ruolo dei ricercatori giapponesi in questo studio. «Gli astronomi giapponesi hanno studiato le baby stelle e le uova stellari nel Toro utilizzando il radiotelescopio Nagoya da 4 metri e il radiotelescopio Nobeyama da 45 metri sin dagli anni ’90. Inoltre, anche l’array da 7 metri di Alma è stato sviluppato dal Giappone. Il risultato attuale è una parte culminante di questi sforzi».

«Siamo riusciti a illustrare la storia della crescita delle uova stellari fino alla loro nascita, e ora abbiamo stabilito il metodo per la ricerca», riassume Tokuda. «Questo è un passo importante per ottenere una completa comprensione della formazione stellare».

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