Utilizzando Fast, il Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, i ricercatori dell’Osservatorio Astronomico di Shanghai (Shao) dell’Accademia Cinese delle Scienze, in collaborazione con altri istituti, hanno osservato nel dettaglio G165, un’enorme nube di idrogeno atomico che si muove nello spazio a circa 300 chilometri al secondo. Nubi del genere vengono chiamate Vhvc, acronimo di very-high-velocity cloud – nubi con una velocità molto elevata. Situata a circa 50mila anni luce dalla Terra e ben al di sopra del piano galattico, G165 si presta particolarmente bene a essere studiata, offrendo una visione rara e priva di ostacoli delle fasi iniziali della formazione delle nubi interstellari.
Rappresentazione artistica di una nube ad alta velocità con una complessa struttura interna. Il colore verde rappresenta l’idrogeno neutro ad altissima velocità. Crediti: Shao
Le Vhvc sono meno influenzate dalle stelle vicine, dalla gravità o da altre perturbazioni presenti nelle zone più affollate della galassia. Questo le rende regioni ideali per studiare la formazione delle strutture nel gas interstellare. Mentre studi precedenti sulle più comuni nubi ad alta velocità (Hvc) hanno rilevato una miscela di gas freddo e caldo, i nuovi dati di Fast mostrano che G165 è composta principalmente da mezzo neutro caldo (Wnm), con poca o nessuna componente fredda. Questa differenza suggerisce che le Vhvc possano rappresentare una fase più pulita e precoce nell’evoluzione delle nubi.
Ciò che ha sorpreso maggiormente è stato il livello di dettaglio rivelato nel gas. Grazie all’eccezionale risoluzione di Fast, la riga a 21 cm dell’idrogeno neutro mostra che il Wnm di G165 non è né calmo né privo di dettagli, come si supponeva in passato sulla base delle osservazioni del piano galattico più denso. Al contrario, è supersonico e altamente strutturato, ricco di una rete intricata di filamenti che formano una struttura a ragnatela attraverso molteplici strati di velocità. Questi filamenti si intersecano e si attorcigliano nello spazio, formando un reticolo tridimensionale di gas con chiari segni di turbolenza, visibili nei dati come “oscillazioni” di velocità.
Per indagare i processi fisici che determinano questa complessità, i ricercatori hanno condotto simulazioni magnetoidrodinamiche. I risultati dimostrano che la turbolenza supersonica, agendo di concerto con i campi magnetici, può generare in modo naturale le strutture filamentose e i moti dinamici del gas osservati in G165. Sorprendentemente, queste caratteristiche emergono senza il coinvolgimento delle forze gravitazionali, suggerendo che turbolenza e magnetismo da soli potrebbero essere sufficienti a plasmare la struttura primordiale delle nubi interstellari.
Questa scoperta fornisce nuove preziose informazioni su come il gas atomico si comporta e si organizza nelle zone più tranquille ed esterne della Galassia. Approfondisce inoltre la nostra comprensione di come il gas potrebbe alimentare le regioni di formazione stellare e quale ruolo queste nubi distanti potrebbero svolgere nel più ampio ciclo di vita della materia nelle galassie.
Rivelando la natura supersonica e filamentosa di una nube con una velocità molto elevata dominata da mezzo neutro caldo, questo lavoro apre nuove entusiasmanti strade per esplorare la formazione di strutture nel cosmo, soprattutto in ambienti in cui la gravità non è la forza dominante.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “A network of velocity-coherent filaments formed by supersonic turbulence in a very-high-velocity H i cloud” di Xunchuan Liu, Tie Liu, Pak-Shing Li, Xiaofeng Mai, Christian Henkel, Paul F. Goldsmith, Sheng-Li Qin, Yan Gong, Xing Lu, Fengwei Xu, Qiuyi Luo, Hong-Li Liu, Tianwei Zhang, Yu Cheng, Yihuan Di, Yuefang Wu, Qilao Gu, Ningyu Tang, Aiyuan Yang & Zhiqiang Shen