L’hanno vista espandersi in prossimità della giovane stella Wsb 52: è la bolla di gas molecolare scoperta da un gruppo di ricercatori guidati dall’Università di Ibaraki, in Giappone, rianalizzando dati d’archivio dell’interferometro Alma. Di per sé la scoperta di una bolla di gas in espansione vicino a un giovane astro non fa notizia in quanto ne sono state viste diverse, alcune anche celebri. Quello che però non era mai stato visto è l’effetto del passaggio di una bolla su un disco protoplanetario. Che, almeno in questo caso, è stato distorto dalla collisione. E ha pure perso un pezzo, espulso dalla struttura.
Rappresentazione artistica che mostra il disco protoplanetario di Wsb 52 investito dalla bolla di gas molecolare in espansione. Crediti: Alma (Eso/NaoJ/Nrao), M. Aizawa et al.
È quanto riporta un articolo uscito questa settimana su The Astrophysical Journal firmato a primo nome da Masataka Aizawa. La presenza di un disco protoplanetario, ovvero una struttura che alberga pianeti in formazione, attorno a Wsb 52 era già nota agli astronomi. Però nessuno si era accorto della presenza della bolla. «Le elevate capacità spettroscopiche di Alma hanno svelato la sezione trasversale di una struttura a bolla in espansione, come se fosse stata esaminata con una Tac», commenta Ryuta Orihara, tra i coautori dello studio.
Gli scienziati hanno notato che il centro della bolla si trova sull’asse di rotazione del disco protoplanetario. Questo fornisce delle indicazioni sul meccanismo che potrebbe averla generata. Le stelle si formano dal collasso di gas freddo all’interno delle nubi molecolari. Durante questo processo una parte del materiale alimenta la crescita del disco protoplanetario. Allo stesso tempo, la stella in formazione produce dei getti ad alta velocità, allineati con l’asse di rotazione del disco, che riversano nel mezzo circostante un’ingente quantità di energia. Il telescopio spaziale James Webb ci ha regalato diverse immagini mozzafiato dell’ambiente tumultuoso in cui apre gli occhi un astro.
Istantanee a diverse lunghezze d’onda della bolla in espansione che ha investito Wsb 52 (indicata dalla stella rossa) e il suo disco protoplanetario. L’emissione, dovuta alla molecola di monossido di carbonio (CO) è stata rivelata dall’interferometro Alma. Il cerchio tratteggiato rappresenta un modello di espansione della bolla. Crediti: Alma (Eso/NaoJ/Nrao), M. Aizawa et al.
Secondo i ricercatori è stato proprio un getto, prodotto da Wsb 52 alcune centinaia di anni fa, a comprimere il gas freddo nel mezzo circostante, innescando una vera e propria esplosione che ha generato l’onda d’urto – la bolla – rivelata con Alma. Bolla che, espandendosi, ha preso in pieno la stella che indirettamente ne ha propiziato l’origine. E non ha risparmiato neppure il suo disco protoplanetario, incurvandolo al proprio passaggio e producendo una copiosa emorragia di gas. Una situazione che parrebbe proprio la versione astronomica del noto detto “Sputa in cielo che in faccia ti torna”. Un poderoso astrofisico boomerang, insomma, come si vede nell’animazione alla fine di questa news.
Wsb 52 si trova a circa 440 anni luce dalla Terra, in direzione della costellazione dell’Ofiuco. Gli effetti sul disco protoplanetario generati dall’onda d’urto e osservati da Aizawa e collaboratori studiando la molecola di monissido di carbonio (CO) non sono attualmente previsti dai modelli teorici. «I getti stellari sono un fenomeno universale osservato nelle stelle giovani, ma questa ricerca ha rivelato un ruolo che svolgono, prima sconosciuto», afferma Munetake Momose, sempre tra i coautori.
Secondo i ricercatori l’impatto fra bolla e disco è stato particolarmente intenso nelle primissime fasi di espansione della bolla. Prima di questa osservazione si pensava che i getti protostellari avessero un impatto sull’ambiente circostante, tramite il rilascio di energia e attraverso l’espulsione di materiale. Però è la prima volta che i ricercatori trovano che i getti possono avere delle conseguenze anche sui dischi protoplanetari, tramite la propagazione di queste bolle.
Il disco protoplanetario di Wsb 52 visto da Alma. Nell’immagine a sinistra notiamo la distorsione del disco, piegato ai lati, dovuta al passaggio della bolla. Nel pannello a destra vediamo invece un’espulsione di gas da parte del disco, indotta verosimilmente dal passaggio della bolla. Crediti: Alma (Eso/NaoJ/Nrao), M. Aizawa et al.
Attualmente non è noto se quello osservato sia un fatto raro o se eventi di questo tipo siano comuni attorno alle stelle giovani. Se così fosse, vorrebbe dire che l’espansione delle bolle potrebbe giocare un ruolo – attualmente non noto – nella formazione dei sistemi planetari, compreso il nostro. E che i dischi protoplanetari potrebbero essere esposti a un ambiente più burrascoso di quel che si credeva. Per il futuro gli scienziati vogliono estendere analisi analoghe ad altri oggetti, per individuare l’occorrenza delle bolle e il loro effetto sui dischi protoplanetari.
«Ci siamo imbattuti in questo fenomeno per caso, rianalizzando i dati d’archivio di Alma. Nella fantascienza, ci sono scene in cui un raggio viene sparato contro qualcosa per distruggerlo, provocando un’esplosione con detriti che tornano indietro verso chi ha sparato», conclude Aizawa. «Cose simili accadono nei fenomeni astronomici reali, ma con maggiore intensità. Grazie a questa scoperta, ho capito ancora una volta che la natura è molto più complessa di quanto gli esseri umani pensino. Nelle ricerche future, spero di esplorare ulteriormente gli effetti delle esplosioni sulla formazione di stelle e sistemi planetari».
L’animazione sottostante mostra la sequenza di eventi, ricostruita dai ricercatori, che ha portato alla distorsione del disco di Wsb 52. Inizialmente, la giovanissima stella produce un getto ad alta velocità che collide contro una nube di gas freddo situata nei paraggi. La conseguente esplosione genera una bolla che si propaga nel mezzo circostante. L’onda d’urto investe in pieno la stella che ha generato il getto e il suo disco protoplanetario. Crediti: Alma (Eso/NaoJ/Nrao), M. Aizawa et al.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “Discovery of Jet-Bubble-Disk Interaction: Jet Feedback on a Protoplanetary Disk via an Expanding Bubble in Wsb 52” di Masataka Aizawa, Ryuta Orihara e Munetake Momose