Acqua nell’atmosfera stellare, dalla radiazione ultravioletta

La sonda Herschel ha appena scoperto un ingradiente di importanza fondamentale nella produzione di acqua nell’atmosfera di alcune stelle: la luce ultravioletta!  E’ la sola spiegazione possibile per interpretare la presenza delle gigantesche nubi di vapor d’acqua che si trovano spesso intorno alle stelle nelle ultime fasi della loro evoluzione. I risultati di questa ricerca sono appena stati pubblicati nella prestigiosa rivista Nature.

Ma andiamo con ordine. Ogni ricetta degna di questo nome, include un ingradiente “segreto”. Quando gli astronomi trovarono una inattesa nube di vapore acqueo intorno alla stella vecchia CW Leonis, nell’anno 2001, furono immediatamente curiosi di scoprirne la sorgente. La faccenda infatti era curiosa: si sapeva che l’acqua è presente intorno a diversi tipi di stelle, ma CW Leonis è una “stella al carbonio”, cioè di una categoria che non dovrebbe produrre acqua. Tanto è vero che le ipotesi iniziali si aggiravano sulla possibilità che l’acqua fosse prodotta da comete in evaporazione, oppure anche da piccoli pianeti.

La stella la carbonio CW Leonis vista da Herschel. Crediti: ESA / SPIRE / PACS / MESS Consortia

Ora però gli strumenti PACS e SPIRE a bordo di Herschel hanno potuto rivelare il famoso “ingradiente segreto” individuandolo appunto nella luce ultravioletta: il vapor d’acqua è troppo caldo per provenire dalla distruzione di corpi celesti, inoltre è ben distribuito attraverso tutto il vento stellare, in una zona che si spinge anche al di sotto della superficie della stella medesima. Questo fa pensare al fatto che l’acqua sia stata creata da un fenomeno chimico, mai ipotizzato finora, per il quale la radiazione ultravioletta proveniente dallo spazio intertstellare riesce a scindere le molecole di monossido di carbonio, rilasciando atomi di ossigeno. A questo punto il gioco è fatto: l’ossigeno liberato interagisce con l’idrogeno presente in abbondanza, e forma molecole d’acqua.

Riguardo a CW Leonis, possiamo dire che è una stella gigante rossa, solo poche volte più grande del nostro Sole, che però si è espansa nell’arrivo in fase di gigante, per  un raggio di centinaia di volte quello originario. Le reazioni nucleari al suo interno stanno convertendo l’elio in carbonio, molto del quale finisce per esporsi sulla superficie della stella medesima (di qui il nome di “stella al carbonio”). Proprio l’abbondanza di carbonio faceva pensare agli astronomi che l’acqua non potesse esistere in tali ambienti: con tutto il carbonio presente, ci si aspettava che l’ossigeno fosse tutto “bloccato” nelle molecole di monossido di carbonio (CO). A tale quadro mancava, come abbiamo visto, di tenere in considerazione l‘ingradiente segreto

Il prof. Mike Barlow, coautore dell’articolo pubblicato su Nature, si spinge a dire che “La scoperta del vapor d’acqua dal vento proveniente da una stella al carbonio ha richiesto una completa rivisitazione dei nostri modelli dei processi chimici in tali flussi, e testimonia le eccezionali capacità degli spettrometri a bordo del Telescopio Spaziale Herschel”

Potete leggere maggiori dettagli nella Press Release di Herschel


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