Come fanno le giovani stelle e i loro sistemi planetari a nascere e crescere nei contesti più periferici ed estremi della nostra galassia? Fino a oggi pensavamo che la risposta a questa domanda dipendesse in modo determinante dalla quantità di “metalli” – per gli astronomi sono metalli tutti gli elementi più pesanti dell’elio – ma questa convinzione sembra vacillare. Uno studio guidato da Katia Biazzo, ricercatrice all’Inaf di Roma, pubblicato oggi sulla rivista The Astrophysical Journal, mette le cose in chiaro: anche le zone più chimicamente “leggere” possono contribuire alla crescita delle stelle.
Immagine della nebulosa Sh2-284 catturata in dettaglio dal Vlt Survey Telescope (Vst) all’Osservatorio di Paranal. Crediti: Eso/Vphas+ team
Quando si parla di crescita di una stella si intende un processo che non si esaurisce con la sua nascita, ma che per diversi milioni di anni è alimentato dal suo disco protoplanetario, fatto di gas e polveri. Sono queste le strutture da cui la stella continua a nutrirsi accrescendo materia su di sé mentre nel disco iniziano a prendere forma i futuri pianeti. I ricercatori si sono quindi domandati: che succede quando questo processo si svolge in un ambiente teoricamente ostile, dove la scarsità di elementi pesanti rende il disco più vulnerabile all’intensa radiazione della stella, sfavorendo il processo di accrescimento?
Lo studio ha messo sotto la lente d’ingrandimento Sh2-284, una vasta regione di formazione stellare situata a quasi 15mila anni luce da noi in direzione opposta al centro galattico, chiamata anche anticentro galattico. Questa culla stellare è di fondamentale interesse astrofisico: si tratta infatti della regione a più bassa metallicità conosciuta nella Via Lattea, con un’abbondanza di elementi pesanti pari a circa un terzo di quella del Sole. L’obiettivo della ricerca era comprendere come l’ambiente influenzasse l’accrescimento, poiché fino a quel momento i dati sembravano tra loro incompatibili: da un lato indicavano uno scarso numero di dischi protoplanetari, dall’altro i tassi di accrescimento stellare osservati erano alti, suggerendo che ci fosse qualcosa ad alimentarli che non stavamo vedendo.
Katia Biazzo dell’Inaf di Roma, prima autrice dello studio
Analizzando i dati spettroscopici ottenuti con lo strumento Mods (Multi-Object Double Spectrographs) del Large Binocular Telescope (Lbt) su un campione di circa 70 stelle giovani di massa compresa tra 0.35 e 3 masse solari, il team ha applicato per la prima volta in una regione così lontana da noi ben nove diagnostiche spettroscopiche diverse per misurare i tassi di accrescimento: dalle righe dell’idrogeno fino al tripletto del calcio nel vicino infrarosso. «È la prima volta che si utilizzano tante righe di emissione come tracciante di accrescimento in stelle giovani di una regione così lontana come Sh2-284», spiega Biazzo, prima autrice dello studio. «Tutto questo è stato possibile grazie alla grande sensibilità della combinazione Lbt-Mods, che ci ha permesso di misurare l’accrescimento in modo estremamente accurato per una regione così lontana».
I risultati dello studio hanno rivelato che i tassi di accrescimento di materia nella regione Sh2-284 hanno valori medi pari a circa 2×10-8 masse solari all’anno, ovvero 0.6 volte la massa della Luna in un anno, del tutto confrontabili con quelli osservati nelle regioni dell’intorno solare a metallicità solare. Il flusso di gas dal disco alla stella dimostra quindi una sorprendente tenacia e resilienza, mantenendosi costante anche laddove i componenti metallici e la polvere scarseggiano.
«Questo studio, unito a future indagini con il telescopio spaziale James Webb, ci permetterà di rivelare maggiori dettagli sulla fisica del processo di accrescimento di gas dai dischi protoplanetari alla stella centrale e, più in generale, sulla formazione di pianeti in ambienti a metallicità inferiore a quella dell’intorno solare», conclude Juan Manuel Alcalà, co-autore dello studio e ricercatore dell’Inaf di Napoli.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “LBT-MODS spectroscopy of young stellar objects in the distant metal-poor star forming region Sh2-284: Stellar and accretion properties” di Katia Biazzo, Juan Manuel Alcalá, Felice Cusano, Mario Guarcello, Diego Paris, Ester Marini, Roberta Carini, Teresa Giannini, Brunella Nisini, Simone Antoniucci, Guido De Marchi e Maria Gabriela Navarro Ovando