Gli astronomi trovano l’impronta delle bolle prodotte dall’esplosione di stelle morenti nella nostra galassia


Emissione di idrogeno atomico in direzione di una porzione del disco esterno della Via Lattea.

Un gruppo internazionale di astronomi, guidato da Juan Diego Soler dell’Istituto Nazionale Italiano di Astrofisica (INAF), ha trovato l’impronta delle bolle prodotte dall’esplosione di stelle morenti nella struttura del gas che pervade la nostra galassia. Hanno fatto questa scoperta applicando tecniche dall’intelligenza artificiale ai dati dell’indagine HI4PI, che forniscono la distribuzione più dettagliata dell’idrogeno atomico nella Via Lattea fino ad oggi. Gli scienziati hanno analizzato la struttura filamentosa nell’emissione di idrogeno gassoso atomico.

Hanno dedotto che ha conservato una registrazione dei processi dinamici indotti dalle antiche esplosioni di supernova e dalla rotazione della galassia.

I loro risultati sono stati pubblicati su Astronomy & Astrophysics.

L’idrogeno è la componente principale di stelle come il sole. Tuttavia, il processo che porta le nubi diffuse di idrogeno gassoso che si diffondono attraverso la nostra galassia ad assemblarsi in dense nubi da cui alla fine si formano le stelle non è ancora pienamente compreso. Una collaborazione di astronomi guidata da Juan Diego Soler dell’INAF-IAPS (Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali) e del progetto ECOgal ha ora compiuto un passo importante nel chiarire il ciclo di vita della materia prima per formare stelle.

Soler ha elaborato i dati della più dettagliata indagine del cielo intero dell’emissione di idrogeno atomico nelle onde radio, l’indagine HI4PI, che si basa sulle osservazioni ottenute con il radiotelescopio di 64 metri Parkes in Australia, il radiotelescopio Effelsberg da 100 metri in Germania e il Robert C. Byrd Green Bank 110-meter Telescope (GBT) negli Stati Uniti.

Queste osservazioni d’archivio della linea di emissione di idrogeno a 21 cm di lunghezza d’onda contengono informazioni sulla distribuzione del gas nel cielo e sulla sua velocità nella direzione di osservazione, che combinate con un modello della rotazione della Via Lattea indicano quanto sono lontane le nuvole emettitrici“, afferma Sergio Molinari dell’INAF-IAPS, ricercatore principale del progetto ECOgal.

Per studiare la distribuzione delle nubi di idrogeno galattico, Soler ha applicato un algoritmo matematico comunemente usato nell’ispezione e nell’analisi automatica di immagini satellitari e video online. A causa delle dimensioni di queste osservazioni, sarebbe stato impossibile fare questa analisi a occhio. L’algoritmo ha rivelato una vasta e intricata rete di sottili oggetti o filamenti simili a fili. La maggior parte dei filamenti nella parte interna della Via Lattea sono stati trovati puntati lontano dal disco della nostra galassia.

Questi sono probabilmente i resti di molteplici esplosioni di supernove che spazzano il gas e formano bolle che scoppiano quando raggiungono la scala caratteristica del piano galattico, come le bolle che raggiungono la superficie in un bicchiere di spumante“, ha detto Ralf Klessen. Klessen è anche ricercatore principale del progetto ECOgal, che mira a comprendere il nostro ecosistema galattico dal disco della Via Lattea ai siti di formazione di stelle e pianeti.

Il fatto che vediamo strutture per lo più orizzontali nella Via Lattea esterna, dove c’è una forte diminuzione del numero di stelle massicce e di conseguenza meno supernove, suggerisce che stiamo registrando l’energia e l’input di moto dalle stelle che modellano il gas nella nostra galassia“, afferma l’astronomo con sede presso il Centro di Astronomia dell’Università di Heidelberg in Germania.

Il mezzo interstellare, che è la materia e la radiazione che esistono nello spazio tra le stelle, è regolato dalla formazione di stelle e supernove, con queste ultime le violente esplosioni che si verificano durante le ultime fasi evolutive di stelle che sono più di dieci volte più massicce del sole“, afferma Patrick Hennebelle, che insieme a Klessen coordina il lavoro teorico nel progetto ECOgal. “Le associazioni di supernove sono molto efficienti nel sostenere le turbolenze e sollevare il gas in un disco stratificato“, chiarisce il ricercatore presso il Dipartimento di Astronomia del CEA/Saclay in Francia.

La scoperta di queste strutture filamentose nell’idrogeno atomico è un passo importante nella comprensione del processo responsabile della formazione stellare su scala galattica”. Conclude Hennebelle.

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