Caccia all’uovo stellare con ALMA: tracciata l’evoluzione da Embrione a Baby Stella


Rappresentazione artistica di una nube di gas con nuclei caldi osservata da ALMA.

Gli astronomi che utilizzano l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hanno fatto un censimento delle uova stellari nella costellazione del Toro e hanno rivelato il loro stato di evoluzione. Questo censimento aiuta i ricercatori a capire come e quando un embrione stellare si trasforma in una stella neonata all’interno di un uovo gassoso. Inoltre, il team ha trovato un deflusso bipolare, una coppia di flussi di gas, che potrebbe essere la prova rivelatrice di una vera e propria stella appena nata.


Le stelle sono formate dalla contrazione gravitazionale delle nubi gassose. Le parti più dense delle nubi, chiamate nuclei di nubi molecolari, sono proprio i siti di formazione delle stelle e si trovano principalmente lungo la Via Lattea. La Nube Molecolare del Toro è una delle regioni attive di formazione stellare e molti telescopi sono stati puntati verso questa nube. Le osservazioni precedenti mostrano che alcuni nuclei sono in realtà uova stellari prima della nascita delle stelle, ma altri hanno già stelle neonate all’interno.

Immagine ad ampio campo all’infrarosso lontano della Nube Molecolare del Toro ottenuta dall’Osservatorio Spaziale Herschel e uova stellari osservate con ALMA (inserti).

Un team di ricerca guidato da Kazuki Tokuda, un astronomo dell’Università della Prefettura di Osaka e dell’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ), ha utilizzato la potenza di ALMA per indagare la struttura interna delle uova stellari. Hanno osservato 32 nuclei senza stelle e nove nuclei con protostelle neonate. Hanno rilevato onde radio da tutti i nove nuclei con stelle, ma solo 12 su 32 nuclei senza stelle hanno mostrato un segnale.

Il team ha concluso che queste 12 uova hanno sviluppato strutture interne, il che dimostra che sono più evolute rispetto ai 20 nuclei tranquilli.

“In generale, gli interferometri radio che utilizzano molte antenne, come ALMA, non sono bravi ad osservare oggetti senza caratteristiche come le uova stellari”, dice Tokuda. “Ma nelle nostre osservazioni, abbiamo usato di proposito solo le antenne da 7 metri di ALMA. Questo array compatto ci permette di vedere oggetti con struttura liscia, e abbiamo ottenuto informazioni sulla struttura interna delle uova stellari, proprio come volevamo”.

Aumentando la spaziatura tra le antenne si migliora la risoluzione di un interferometro radio, ma rende difficile il rilevamento di oggetti estesi. D’altra parte, un array compatto ha una risoluzione più bassa ma ci permette di vedere gli oggetti estesi. Per questo motivo il team ha utilizzato l’array compatto di antenne da 7 metri di ALMA, noto come Morita Array, e non l’array esteso di antenne da 12 metri.

Antenne ALMA da 7 metri della Morita Array, precedentemente conosciuta come Atacama Compact Array.

Hanno scoperto che c’è una differenza tra i due gruppi nella densità dei gas al centro dei nuclei densi. Una volta che la densità del centro di un nucleo denso supera una certa soglia, circa un milione di molecole di idrogeno per centimetro cubo, l’auto-gravità porta l’uovo a trasformarsi in una stella.

Un censimento è utile anche per trovare un oggetto raro. Il team ha notato che c’è un debole ma chiaro flusso di gas bipolare in un uovo stellare. La dimensione del flusso è piuttosto piccola e non è stata identificata alcuna fonte di infrarossi nel nucleo denso. Queste caratteristiche corrispondono bene alle previsioni teoriche di un “primo nucleo idrostatico”, un oggetto di breve durata che si è formato poco prima della nascita di una stella bambina.

“Diversi candidati per il primo nucleo idrostatico sono stati identificati in altre regioni”, spiega Kakeru Fujishiro, un membro del team di ricerca. “Questa è la prima identificazione nella regione del Toro”. È un buon obiettivo per un’osservazione approfondita futura”.

Kengo Tachihara, professore associato dell’Università di Nagoya, cita il ruolo dei ricercatori giapponesi in questo studio.

“Gli astronomi giapponesi hanno studiato le stelle e le uova stellari del Toro utilizzando il radiotelescopio da 4 metri di Nagoya e il radiotelescopio da 45 metri di Nobeyama a partire dagli anni Novanta. E anche la serie da 7 metri di ALMA è stata sviluppata dal Giappone. Il risultato attuale fa parte del culmine di questi sforzi”.

“Siamo riusciti a illustrare la storia della crescita delle uova stellari fino alla loro nascita, e ora abbiamo stabilito il metodo per la ricerca”, riassume Tokuda. “Questo è un passo importante per ottenere una comprensione completa della formazione delle stelle”.

https://t.me/macchinadeltempo/912

Filmato di simulazione al computer dell’evoluzione di un nucleo denso in un primo nucleo idrostatico. Le presenti osservazioni di ALMA hanno rilevato la parte centrale densa (mostrata in rosso).

https://t.me/macchinadeltempo/913

filmato dell’evoluzione simulata di un nucleo denso con zoom.


Ulteriori informazioni:

Questi risultati sono stati presentati nei due seguenti documenti pubblicati il 7 agosto 2020.

Fonte