A 13700 ANNI LUCE DA NOI

La nursery stellare di Sofia

È una enorme bolla di plasma in espansione, situata all'interno della nebulosa Rcw49, uno dei vivai stellari più prolifici della nostra galassia. Grazie ai dati del "telescopio volante" Sofia della Nasa, combinati a quelli ottenuti da altre osservazioni in tutto lo spettro elettromagnetico, un team di ricercatori guidati dall'Università del Maryland l'ha studiata in dettaglio, producendo una vista 3D della massa gassosa, identificando cosa l'ha creata e la fonte di energia che ne guida l'espansione, e riuscendo a discriminare il suo guscio esterno, in cui è stata rilevata formazione stellare

     25/06/2021
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Utilizzando i dati ottenuti dal “telescopio volante” Sofia della Nasa, un team di astronomi dell’Università del Maryland ha prodotto la prima immagine ad alta risoluzione di un vivaio di stelle all’interno della nostra galassia. La nursery stellare in questione è un’enorme struttura di plasma caldo e gas ionizzato in espansione che si trova all’interno della nebulosa ad emissione Rcw 49, una regione di formazione stellare tra le più luminose e massicce della Via Lattea, situata a circa 13700 anni luce di distanza dalla Terra, nella  costellazione della Carena.

Immagine della nebulosa Rcw 49, una delle regioni di formazione stellare più luminose della Via Lattea. Al suo interno si trova la  bolla di gas in espansione studiata in dettaglio da Tiwari et al. analizzando il movimento degli atomi di carbonio del suo guscio. Crediti: Nasa/Jpl-Caltec/E.Churchwell (University of Wisconsin).

Nell’articolo che riporta i risultati delle osservazioni, pubblicato su The Astrophysical Journal, i ricercatori descrivono all’interno della nebulosa una singola bolla di gas caldo in espansione che circonda l’ammasso stellare Westerlund 2, smentendo studi precedenti che suggerivano la presenza in questa regione di spazio di due di queste strutture gassose. I ricercatori hanno inoltre identificato cosa c’è all’origine di questa bolla e l’energia che guida la sua espansione.

«Durante la formazione di stelle massicce avvengono emissioni di protoni, elettroni e atomi di metalli pesanti che sono molto più potenti rispetto a quelle che interessano il Sole», spiega Maitraiyee Tiwari, ricercatrice post-doc presso il Dipartimento di Astronomia dell’Università del Maryland e autrice principale dello studio. «Queste espulsioni si chiamano venti stellari e sono in grado di soffiare e modellare bolle nelle circostanti nubi di gas freddo e denso. Centrata attorno all’ammasso di stelle più luminoso in questa regione della galassia, abbiamo osservato proprio una di queste bolle, della quale siamo stati in grado di misurarne il raggio, la massa e la velocità alla quale si sta espandendo».

Queste masse di gas possiedono una sorta di guscio esterno nel quale si ritiene avvenga la “magia” della formazione stellare. Studiare questo involucro non è tuttavia semplice: come una zuppa in un calderone bollente, le bolle si sovrappongono e si mescolano con le nubi di gas circostante, rendendo difficile osservarne i dettagli. Tiwari e i suoi colleghi sono riusciti a distinguerlo misurando la radiazione emessa nell’intero spettro elettromagnetico, dai raggi X ad alta energia alle onde radio a bassa energia. Decisive sono state le osservazioni alle lunghezze d’onda del lontano infrarosso, radiazione emessa da uno specifico ione del carbonio presente proprio nel guscio di questa bolla.

«Possiamo usare la spettroscopia per dire quanto velocemente questo carbonio si sta muovendo verso o lontano da noi»  dice Ramsey Karim, post-doc all’Università del Maryland e co-autore dello studio. «Questa tecnica utilizza l’effetto Doppler, lo stesso effetto che fa cambiare tonalità al fischio di un treno man mano che si avvicina a noi. Nel nostro caso, il colore cambia leggermente a seconda della velocità degli ioni del carbonio».

Grazie a questi dati spettroscopici, e combinando tali informazioni con altre osservazioni nella restante parte dello spettro elettromagnetico, i ricercatori non solo sono stati in grado di creare una vista 3D della bolla in espansione che circonda Westerlund 2, ma hanno anche ottenuto evidenze di formazione stellare nel suo involucro esterno.

Lo studio suggerisce inoltre che, quando la bolla si è espansa, essa si è aperta da un lato, rilasciando plasma caldo che circa un milione di anni fa ha rallentato l’espansione del guscio. Espansione che sarebbe ripresa successivamente, tra 200 mila e 300 mila anni fa, con la nascita di una nuova stella luminosa nelle vicinanze dell’ammasso stellare.

«Abbiamo notato che l’espansione della bolla che circonda Westerlund 2 è stata riaccelerata dai venti di un’altra stella molto massiccia, e questo ha riacceso il processo di espansione e formazione stellare», conclude Tiwari. «Ciò suggerisce che nell’involucro di questa bolla continueranno a nascere  le stelle per molto tempo, ma man mano che il processo va avanti, esse diventeranno sempre meno massicce».

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