Collisioni Cosmiche: SOFIA dipana la misteriosa formazione di ammassi stellari


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Illustrazione di un ammasso stellare che si forma dalla collisione di nuvole molecolari turbolente, che appaiono come ombre scure davanti al campo stellare galattico di sfondo.

Il sole, come tutte le stelle, è nato in una gigantesca nuvola fredda di gas molecolare e polvere. Può aver avuto decine o addirittura centinaia di fratelli stellari – un ammasso stellare – ma questi primi compagni sono ora sparsi nella nostra galassia la Via Lattea. Anche se i resti di questo particolare evento creativo si sono da tempo dispersi, il processo di nascita delle stelle continua tutt’oggi nella nostra galassia e oltre nell’Universo. Gli ammassi stellari sono concepiti nei cuori di nuvole otticamente scure, dove le prime fasi della formazione sono nascoste alla vista. Ma queste nubi fredde e polverose brillano luminosissime nell’infrarosso, così telescopi come l’Osservatorio Stratosferico per l’Astronomia Infrarossa, SOFIA, possono iniziare a rivelare questi segreti di lunga data. 

I modelli tradizionali sostengono che la forza di gravità può essere l’unica responsabile della formazione di stelle e degli ammassi stellari. Osservazioni più recenti suggeriscono che anche i campi magnetici, le turbolenze o entrambi sono coinvolti e possono persino dominare il processo di creazione. Ma cosa scatena gli eventi che portano alla formazione di ammassi stellari?

Gli astronomi che utilizzano lo strumento SOFIA, il ricevitore tedesco per l’astronomia a Terahertz Frequencies, noto come GREAT, hanno trovato nuove prove che gli ammassi stellari si formano attraverso collisioni tra nuvole molecolari giganti.

I risultati sono stati pubblicati negli Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“Le stelle sono alimentate da reazioni nucleari che creano nuovi elementi chimici”, ha detto Thomas Bisbas, un ricercatore post-dottorato presso l’Università della Virginia, Charlottesville, Virginia, e l’autore principale del documento che descrive questi nuovi risultati. “L’esistenza stessa della vita sulla terra è il prodotto di una stella che è esplosa miliardi di anni fa, ma non sappiamo ancora come si formano queste stelle, compreso il nostro stesso sole”.

I ricercatori hanno studiato la distribuzione e il movimento del carbonio ionizzato intorno ad una nuvola molecolare dove le stelle si stanno formando. Sembrano esserci due componenti distinte di gas molecolare che si scontrano tra loro a velocità di oltre 20.000 miglia all’ora. La distribuzione e la velocità dei gas molecolari e ionizzati sono coerenti con le simulazioni di collisioni di nubi, che indicano che si formano ammassi stellari quando il gas viene compresso nell’onda d’urto creata dalla collisione delle nubi.

“Questi modelli di formazione stellare sono difficili da valutare in osservazione”, ha detto Jonathan Tan, professore alla Chalmers University of Technology di Göteborg, Svezia, e all’Università della Virginia. “Siamo in un punto affascinante del progetto, dove i dati che otteniamo con SOFIA possono davvero testare le simulazioni”.

Mentre non c’è ancora un consenso scientifico sul meccanismo responsabile della creazione di ammassi stellari, queste osservazioni di SOFIA hanno aiutato gli scienziati a compiere un passo importante verso lo svelare il mistero. Questo campo di ricerca rimane un campo di ricerca attivo e questi dati forniscono prove cruciali a favore del modello di collisione. Gli autori si aspettano che le osservazioni future metteranno alla prova questo scenario per determinare se il processo di collisione delle nubi è unico di questa regione, più diffuso, o addirittura un meccanismo universale per la formazione di ammassi stellari.

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Illustrazione delle nubi molecolari circondate da involucri atomici, in verde, che sono stati rilevati da SOFIA attraverso l’emissione di carbonio ionizzato. L’offset spaziale e i movimenti di questi inviluppi confermano le previsioni di simulazioni di collisioni di nubi.

“Il nostro prossimo passo è quello di utilizzare SOFIA per osservare un maggior numero di nubi molecolari che stanno formando ammassi stellari”, ha aggiunto Tan. “Solo allora potremo capire quanto siano comuni le collisioni di nubi per innescare la nascita delle stelle nella nostra galassia”.

SOFIA è installato su un Boeing 747SP jetliner modificato per trasportare un telescopio da 106 pollici di diametro. 

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