Un gruppo di ricerca delle università giapponesi di Niigata, Gifu e Kyoto e dell’istituto di ricerca Riken ha utilizzato l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) per osservare il resto di una stella massiccia esplosa circa 1600 anni fa. Il gruppo ha scoperto bozzoli caldi e ricchi di gas molecolare che circondano stelle appena nate, noti come hot core (nuclei caldi): è stata la prima volta che tali oggetti sono stati rilevati all’interno di un resto di supernova.
La scoperta suggerisce che le stelle appena nate possano restare protette all’interno dei bozzoli in cui hanno avuto origine, consentendo alla loro ricca composizione molecolare di sopravvivere anche sotto l’intenso feedback della supernova. I risultati sono stati pubblicati questo mese su The Astrophysical Journal.
Rappresentazione artistica di un hot core – un bozzolo caldo di gas molecolare che circonda una stella appena nata – scoperto in un resto di supernova. In blu, le regioni ad alta energia prodotte dall’esplosione di supernova; in marrone, le nubi molecolari circostanti. Crediti: Niigata University
Le stelle con massa superiore a circa dieci volte quella del Sole concludono la loro vita in esplosioni spettacolari note come supernove. Questi eventi sono tra i fenomeni più energetici dell’universo: forgiano elementi più pesanti del ferro, accelerano i raggi cosmici e potenzialmente innescano la formazione della generazione successiva di stelle. Resta però senza risposta una domanda importante: in che modo le potenti onde d’urto e le particelle ad alta energia prodotte da una supernova influenzano gli ingredienti chimici da cui si formano stelle e pianeti? In ambienti di questo tipo, il feedback della supernova può distruggere le molecole organiche oppure favorire la formazione di nuove specie molecolari.
Per affrontare la questione, il gruppo di ricerca ha osservato con Alma il resto di supernova RX J1713.7−3946. L’obiettivo era cercare, in questo ambiente estremo, stelle appena nate circondate da gas molecolare caldo. Oggetti di questo tipo sono noti come hot core e costituiscono laboratori unici per studiare la chimica del materiale da cui si formano stelle e pianeti.
L’eccezionale sensibilità e risoluzione angolare di Alma hanno permesso al gruppo di scoprire due hot core nel resto di supernova: una prima assoluta per questa classe di oggetti. Entrambi mostrano una ricca emissione molecolare, che comprende un’ampia varietà di molecole organiche. Il gruppo ha inoltre scoperto che le abbondanze relative delle molecole organiche complesse in uno dei due hot core appena scoperti sono notevolmente simili a quelle rilevate nelle ordinarie regioni di formazione stellare che non hanno subìto esplosioni di supernova nelle vicinanze.
«Queste osservazioni indicano che, anche nell’ambiente ostile di un resto di supernova, le stelle appena nate possono restare ben protette all’interno dei bozzoli in cui hanno avuto origine, preservando la loro ricca composizione molecolare», spiega Takashi Shimonishi, astronomo alla Niigata University, in Giappone, e primo autore dell’articolo. «Gli ambienti in grado di ospitare molecole organiche complesse – potenziali mattoni della chimica prebiotica – potrebbero essere più diversificati di quanto finora riconosciuto».
Ma come fanno a essere così resilienti? Una possibilità è che gli hot core abbiano cominciato solo di recente a risentire degli effetti della supernova, lasciando alle particelle energetiche un tempo insufficiente per alterarne significativamente la chimica. Un’altra possibilità è che intensi campi magnetici, che si ritiene siano amplificati dall’onda d’urto della supernova, ostacolino la penetrazione dei raggi cosmici nel denso gas molecolare, schermando così gli hot core e preservandone il patrimonio molecolare.
Sebbene gli hot core scoperti in questo studio abbiano mantenuto la loro ricchezza molecolare pur trovandosi all’interno di un resto di supernova, non è chiaro se questo sia l’esito tipico del feedback di una supernova. Si prevede che osservazioni future forniranno un quadro molto più completo delle proprietà fisiche e chimiche delle regioni di formazione di stelle e pianeti che sono state influenzate da esplosioni di supernova.
Il Sistema solare potrebbe essersi formato in una regione fortemente influenzata da un’esplosione di supernova nelle vicinanze. Osservazioni di questo tipo offriranno nuove indicazioni sull’ambiente in cui si sono formati il Sistema solare e la Terra, per capire se sia stato tipico o eccezionale.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “Survival of Molecular Complexity under Recent Supernova Feedback: Detection of Hot Cores in RX J1713.7-3946” di Takashi Shimonishi, Hidetoshi Sano, Kenji Furuya e Yoko Oya