Le stelle massicce sono le fabbriche per gli ingredienti della vita


Illustrazione di un disco polveroso che ruota intorno a un’enorme stella appena nata che è circa 40 volte più grande del Sole. SOFIA, l’Osservatorio Stratosferico per l’Astronomia Infrarossa, ha scoperto che le regioni interne di due di questi tipi di dischi sono piene di molecole organiche importanti per la vita come la conosciamo. Questi includono acqua, ammoniaca, metano, e acetilene – che è un elemento chimico di costruzione per le molecole organiche più grandi e complesse.

Il telescopio della NASA posto su un aereo, lo Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (Osservatorio Stratosferico per l’Astronomia Infrarossa), ha fornito una nuova visione della chimica nella regione interna che circonda le stelle giovani e massicce dove i futuri pianeti potrebbero cominciare a formarsi. Ha trovato enormi quantità di acqua e molecole organiche in queste nuvole vorticose a forma di disco, offrendo nuove intuizioni su come alcuni degli ingredienti chiave della vita vengono incorporati nei pianeti durante le prime fasi della formazione.


Un processo simile è probabilmente avvenuto durante la formazione del Sole e dei pianeti rocciosi interni del nostro sistema solare, compresa la Terra.

I risultati sono stati pubblicati su Astrophysical Journal.

“Stiamo vedendo molte più firme molecolari di quante ne siano mai state viste prima a queste lunghezze d’onda”, ha detto Andrew Barr, l’autore principale dello studio e dottorando all’Università di Leiden nei Paesi Bassi. “Si è scoperto che queste stelle sono come fabbriche chimiche che sfornano molecole importanti per la vita come la conosciamo e abbiamo solo bisogno del giusto tipo di osservazioni per vederle”.

Le osservazioni all’infrarosso di SOFIA1 offrono una visione impareggiabile della chimica delle stelle. Quando la luce visibile si diffonde nei colori che la compongono, appare un arcobaleno. Quando la luce infrarossa si diffonde nei suoi componenti, rivela una serie di linee luminose, chiamate spettri. Ogni elemento crea una linea unica, quindi le linee agiscono come impronte chimiche. Gli scienziati le usano per identificare quali sostanze sono dentro e intorno alle stelle. Gli strumenti SOFIA sono in grado di rilevare piccoli dettagli nelle impronte digitali chimiche dei nuclei di giovani stelle massicce, simili a come le immagini ad alta risoluzione rivelano caratteristiche minuscole. Queste informazioni sulle stelle massicce, più di 40 volte la massa del nostro Sole, possono essere un riferimento per il James Webb Space Telescope della NASA, che studierà la formazione di stelle delle dimensioni del Sole, tra gli altri tipi di obiettivi.

“Questo studio è molto eccitante perché dimostra il potere degli osservatori a infrarossi di rilevare la presenza di semplici composti organici importanti per l’origine della vita sulla Terra, ed eventualmente di altri pianeti”, ha detto Klaus Pontoppidan, project scientist per il telescopio Webb dello Space Telescope Science Institute. “Uno degli obiettivi più importanti sia di Webb che di SOFIA è quello di comprendere le origini delle stelle e dei pianeti – e in definitiva di noi stessi”.

Le stelle si formano quando le nubi celesti collassano, alimentando un disco rotante di gas e polvere in un nucleo centrale. SOFIA ha osservato questo processo attorno a due stelle massicce, AFGL 2591 e AFGL 2136, ognuna a circa 3.000 anni luce di distanza nella costellazione Cygnus e nella Juggler Nebula, rispettivamente. L’osservatorio ha trovato che le regioni interne di questi dischi sono riscaldate dall’interno verso l’esterno, trasformando il gas che circonda il nucleo in una composizione completamente diversa.

All’interno delle stesse aree del disco dove si sarebbero formati i pianeti c’era un brodo chimico di molecole organiche, tra cui acqua, ammoniaca, metano e acetilene – che è un blocco chimico di molecole organiche più grandi e complesse.

Ulteriori studi su altre stelle giovani e massicce da parte di SOFIA approfondiranno la nostra comprensione dei processi che creano le molecole organiche. Poiché le osservazioni di SOFIA indicano che la formazione di stelle massicce è una versione in scala di ciò che avviene in stelle più piccole e grandi come il Sole, questi nuovi studi possono essere di beneficio per Webb. Mentre il telescopio Webb estremamente sensibile sarà in grado di rilevare alcuni dei segnali più deboli delle molecole presenti intorno alle stelle simili al Sole, SOFIA può identificare senza ambiguità le composizioni chimiche delle molecole che brillano intorno alle stelle più massicce. Questo aiuterà gli scienziati che utilizzano Webb a interpretare i segnali più deboli.

Fonte

  1. SOFIA è un jetliner Boeing 747SP modificato per trasportare un telescopio di 106 pollici di diametro. È un progetto congiunto della NASA e del Centro Aerospaziale Tedesco, DLR.

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