Vicinanze Stellari Scomode

Vicinanze Stellari Scomode

Il magnifico ammasso stellare Westerlund 2, localizzato a meno di 20.000 anni luce di distanza nella costellazione della Carena, offre lo spettacolo maestoso di un insieme di stelle tra le più calde, luminose e massicce della nostra galassia. Gli astronomi hanno utilizzato il telescopio Hubble per studiare questo scintillante oggetto, scoprendo che la radiazione e i possenti venti stellari delle stelle titaniche presenti nel cuore dell’ammasso distruggono le dense nubi di polveri attorno alle stelle vicine, impedendo la nascita dei relativi pianeti.

I ricercatori hanno scoperto che il materiale attorno alle stelle vicine al centro dell’ammasso è misteriosamente privo delle vaste e dense nubi di polveri che dovrebbero generare nuovi pianeti nel giro di qualche milione di anni. L’assenza della materia prima necessaria alla formazione dei mondi alieni è dovuta agli effetti devastanti delle stelle più massicce e brillanti dell’ammasso, in grado di erodere e disperdere i dischi di gas e polveri delle vicine. Lo studio, realizzato nel corso di tre anni, rappresenta la prima volta in cui gli astronomi hanno analizzato un ammasso stellare estremamente denso per indagare sugli ambienti favorevoli alla formazione dei pianeti, sulle proprietà delle stelle durante le fasi iniziali della loro evoluzione e sul loro effetto nell’ambiente circostante.

Studi di questo genere sono già stati condotti su regioni di formazione stellare più vicine e a bassa densità. Ma ora gli astronomi hanno esteso questa ricerca al centro di uno dei pochi ammassi davvero massicci e giovani della Via Lattea, Westerlund 2, scoprendo che i pianeti hanno ben poca probabilità di formarsi nelle regioni centrali del raggruppamento stellare. Le stelle alla periferia dell’ammasso, invece, mantengono immense nubi di polveri immerse nei loro dischi protoplanetari. Ma perché alcune stelle in Westerlund 2 hanno difficoltà a formare pianeti? Secondo lo studio la risposta risiede semplicemente nella posizione delle stelle all’interno dell’ammasso. Le stelle più massicce e brillanti sono concentrate nel denso nucleo: Westerlund 2 contiene almeno 37 stelle estremamente massicce, alcune delle quali con massa superiore a un centinaio di masse solari. La loro cocente radiazione ultravioletta e i possenti venti stellari agiscono come “lanciafiamme” ed erodono i dischi attorno alle stelle nelle vicinanze, provocando la dispersione delle gigantesche nubi di polveri in cui dovrebbero nascere i pianeti.

“Fondamentalmente, se ci sono stelle massicce, queste possono alterare le proprietà dei dischi”, spiega Elena Sabbi dello Space Telescope Science Institute a Baltimora, a guida dello studio. “Potrebbe essere presente un disco, ma le stelle cambiano la composizione della polvere nel disco, tanto da impedire la creazione di strutture stabili che potrebbero infine portare alla formazione di pianeti. Riteniamo che la polvere evapori nel giro di un milione di anni oppure che cambi la sua composizione e dimensione così drammaticamente che i pianeti non hanno a disposizione i mattoni fondamentali da cui formarsi”. Westerlund 2 è un laboratorio  unico in cui studiare i processi di evoluzione stellare perché è piuttosto vicino, sufficientemente giovane e contiene una ricca popolazione di stelle. La nursery stellare è difficile da osservare in quanto avvolta nelle polveri cosmiche. Ma la visione nel vicino infrarosso della Wide Field Camera 3, a bordo del telescopio Hubble, può trafiggere il velo polveroso, fornendo agli astronomi una visione chiara della densa concentrazione di stelle nell’ammasso centrale, che si estende per circa 10 anni luce.

“Con un’età inferiore ai 2 milioni di anni, Westerlund 2 ospita alcune delle stelle più massicce, più calde e più giovani della Via Lattea”, spiega Danny Lennon dell’Instituto de Astrofísica de Canarias, membro del team. “L’ambiente di questo ammasso è costantemente bombardato da forti venti stellari e da radiazione ultravioletta emessa dalle stelle titaniche con massa un centinaio di volte quella solare”. I ricercatori hanno scoperto che, tra le circa 5000 stelle nell’ammasso con massa tra 0,1 e 5 volte quella solare, ben 1500 mostrano forti fluttuazioni in luminosità, forse a causa della presenza di vasti agglomerati di polveri e planetesimi. Il materiale in orbita attorno alle stelle potrebbe temporaneamente bloccare parte della luce stellare, provocando le variazioni di luminosità. Tuttavia, Hubble ha rilevato soltanto indizi di particelle di polveri attorno a stelle al di fuori delle regioni centrali, senza rilevare cali in luminosità nelle stelle che si trovano entro 4 anni luce dal centro.

“Riteniamo che quelli che abbiamo individuato siano planetesimi o strutture in formazione”, spiega Sabbi. “Potrebbe trattarsi dei semi che alla fine si trasformano in pianeti in sistemi più evoluti. Queste sono le strutture che non osserviamo vicino a stelle molto massicce, ma soltanto al di fuori del centro”. Lo studio della formazione stellare in ambienti estremi come quello al centro di Westerlund 2 può fornirci indizi per capire la nascita e l’evoluzione delle stelle nell’Universo primordiale, dominato dalla presenza di stelle massicce. “Westerlund 2 ci dà ottime indicazioni su come la massa influenzi l’evoluzione delle stelle, quanto esse evolvano rapidamente, nonché sull’evoluzione dei dischi circumstellari e sull’importanza del meccanismo di feedback nel modificare le proprietà di questi sistemi”, afferma Sabbi. “Possiamo utilizzare tutte queste informazioni per migliorare i modelli della formazione planetaria e dell’evoluzione stellare”. “Il principale risultato di questo lavoro è aver scoperto che la potente radiazione ultravioletta delle stelle massicce altera le proprietà dei dischi circostanti le stelle nelle vicinanze”, conclude Lennon. “Se verrà confermato da misurazioni effettuate con il futuro telescopioJames Webb, quest risultato potrà spiegare perché i sistemi planetarisono rari negli antichi e massicci ammassi globulari”.

Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI), and the Westerlund 2 Science Team

https://www.spacetelescope.org/news/heic2009/