24 Giu 2021 Un Vivaio Stellare in Dettaglio
Utilizzando l’osservatorio SOFIA, un team di astronomi ha immortalato con dettaglio senza precedenti un’immensa bolla di gas caldo in espansione, circostante l’ammasso di stelle giganti Westerlund 2. Gas e polveri, espandendosi e impattando sul materiale interstellare, collassano per formare nuove stelle presso i bordi della bolla.
Gli scienziati hanno utilizzato dati dello Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) per studiare una delle regioni di formazione stellare più brillanti e massicce della Via Lattea, scoprendo così che l’ammasso stellare Westerlund 2 è circondato da una singola bolla in espansione di gas caldo. Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, ha permesso di identificare la sorgente della bolla e l’energia che guida la sua espansione.
“Nel corso della loro evoluzione, le stelle massicce espellono flussi di protoni, elettroni e atomi di metalli pesanti molto più intensi rispetto al nostro Sole”, afferma Maitraiyee Tiwari dell’University of Maryland, a guida dello studio. “Queste emissioni vengono chiamate venti stellari e venti stellari estremi possono soffiare e plasmare bolle nelle nubi circostanti di gas denso e freddo. Abbiamo osservato proprio una di queste bolle centrata sull’ammasso di stelle più luminoso di questa regione della galassia e siamo riusciti a misurare il suo raggio, la sua massa e la velocità a cui si sta espandendo”. I flussi di particelle emesse dalle stelle così come la pressione di radiazione stellare possono spingere verso l’esterno il materiale circostante, creando talvolta un perimetro evidente nelle bolle. Le superfici delle bolle in espansione sono composte da un gas denso di carbonio ionizzato e formano una sorta di guscio esterno attorno alle bolle stesse. Si ritiene che all’interno di questi gusci nascano nuove stelle: presso i bordi delle bolle gas e polveri, espandendosi e comprimendosi, possono collassare per formare stelle.
Le bolle che racchiudono massicci ammassi stellari si sovrappongono e si intrecciano con le nubi di gas circostante, rendendo difficile distinguere la superficie delle singole bolle. Il team ha ottenuto una chiara visione della bolla circostante Westerlund 2, misurando la radiazione emessa dall’ammasso nell’intero spettro elettromagnetico, dai raggi X ad alta energia alle onde radio a bassa energia. Studi precedenti, effettuati tramite l’utilizzo di dati a lunghezze d’onda submillimetriche, avevano prodotto immagini a bassa risoluzione, tanto che la bolla non erano risultata ben evidente. Una delle misurazioni più importanti del nuovo studio si è rivelata la luce emessa nel lontano infrarosso da uno specifico ione di carbonio nel guscio esterno della bolla.
“Possiamo usare la spettroscopia per vedere quanto velocemente questo carbonio si avvicina o si allontana da noi”, afferma Ramsey Karim, tra gli autori dello studio. Determinando lo spostamento rispetto alla Terra degli ioni di carbonio e combinando queste informazioni con misurazioni nel resto dello spettro elettromagnetico, il team è riuscito a creare una visione tridimensionale della bolla di gas in espansione attorno a Westerlund 2. Oltre ad aver scoperto che una sola, singola bolla circonda l’ammasso, gli scienziati hanno individuato la presenza di nuove stelle in formazione nel guscio esterno della bolla stessa. Le analisi suggeriscono inoltre che, man mano che la bolla si è espansa, si è rotta da un lato, rilasciando gas caldo e rallentando l’espansione del guscio, circa un milione di anni fa.
In seguito, più o meno 300.000 anni fa, un’altra stella massiccia nell’ammasso è giunta al culmine della sua evoluzione e la sua immensa energia ha rinvigorito l’espansione della bolla. “Abbiamo osservato che l’espansione della bolla circostante Westerlund 2 ha subito una nuova accelerazione per effetto dei venti emessi da un’altra stella molto massiccia. Questo ha riattivato ancora una volta il processo di espansione e di formazione stellare”, spiega Tiwari. “Un simile meccanismo suggerisce che le stelle continueranno a formarsi in questo guscio per lungo tempo, ma via via che il processo andrà avanti, le nuove stelle diventeranno sempre meno massicce”.
Nell’immagine in infrarosso ripresa dal telescopio Spitzer la Nebulosa RCW 49, contenente al suo interno l’ammasso Westerlund 2
Image Credit: NASA/JPL-Caltec/E.Churchwell (University of Wisconsin)
https://cmns.umd.edu/news-events/features/4779
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