La Grande Nube… in piena attività

GrandeNube

NASA, ESA, and D. Gouliermis (University of Heidelberg) Acknowledgement: Luca Limatola. Source: Hubble website

L’universo: siamo abituati a pensarlo statico, come un posto in cui fondamentalmente non succede niente… o perlomeno, quello che doveva succedere è già successo. Ammettiamolo: siamo un po’ tutti così, siamo un po’ pigri ad immaginare quel che non vediamo direttamente. Eppure mai come in questo caso, risulta che ci stiamo sbagliando, e di grosso. Con tutti i suoi quasi quattordici miliardi di anni di età Il nostro è ancora un universo è attivo, attivissimo. Su richiesta, potrebbe facilmente esibire una serie di casi eclatanti – a proposito dei quali tutto si può dire, fuorché sostenere che non accade nulla.

Uno assai interessante riguarda le zone di formazione stellare.

Bene, sono dappertutto

Prendiamo il caso della Grande Nube di Magellano: una delle galassie a noi più vicine. D’accordo, la luce dalla Grande Nube impiega ben 157.000 anni per riempire la distanza con la Terra, ma è da considerare ancora una galassia “locale”, nell’economia di scala dell’universo. In questa immagine ottenuta da Hubble viene mostrato un giovane ammasso stellare, conosciuto con il nome di LH63. Questo è così fresco da essere ancora immerso nella “nuvola” dalla quale si è formato, ed è – manco a dirlo – una fucina di nuove stelle.

Ma è appena una delle centinaia di regione di esuberante formazione stellare sparsi per tutta la Grande Nube di Magellano.

L’universo insomma non sta con le mani in mano, il lavoro continua più indefesso ed efficiente che mai. Lavoro supremamente importante, se solo ricordiamo come le stelle sono la vera fabbrica degli elementi: i nostri stessi atomi sono stati “assemblati” dalle reazioni nucleari all’interno di una antica stella, una stella che ormai non c’è più. Alla quale dobbiamo ben più di qualcosa…

Giovani ma… esuberanti

ZonaFormazione

 Image Credit: Hubble Legacy Archive, NASA, ESA – Processing: Judy Schmidt

Le regioni di formazione stellare non sono zone tranquille, prestate attenzione se passate in loco… Il jet di particelle che vedete nell’immagine contiene elettroni e protoni che si muovono alla rispettabile velocità di centinaia di chilometri al secondo.

La regione mostrata è detta Orion B  – nel Complesso nebuloso molecolare di Orione – ed è abbastanza vicina a noi. Parliamo di 1500 anni luce dalla Terra: una bazzecola, per la scala cosmica. L’immagine è stata acquisita dal Telescopio Spaziale Hubble, in banda infrarossa (la scelta migliore, nel caso di regioni dense di gas e polveri).  La cosa interessante è che in ogni caso i jet sono una cosa rara; questo soprattutto a motivo della loro ridotta durata (appena qualche migliaio di anni) che li rende difficili da scovare…

L’immagine (anche su APOD del 4 febbraio) è veramente suggestiva e rende bene l’idea del meraviglioso groviglio di gas e polvere ed energia che si verifica nelle zone di formazione stellare.

Un ammasso davanti alla nebulosa, rilancia il mistero…

La Nebulosa di Orione è certamente una delle meraviglie più grandi del cielo notturno. La sua scoperta si può datare intorno a 400 anni fa, quando venne descritta come ‘nebbia’ in un report osservativo dell’astronomo francese Nicolas-Claude Fabri de Peiresc (1610). La storia della scoperta della nebulosa è strettamente connessa con lo sviluppo dei primi telescopi, ma è soltanto negli ultimi sessant’anni che abbiamo iniziato a comprendere la vera importanza astrofisica di questo affascinante oggetto: come molti altre nebulose, nella nostra e in altre galassia, è una scoppiettante fucina di formazione stellare.

All’interno della Nebulosa di Orione gli scienziati hanno trovato, negli anni, un ampio intervallo di stelle giovani e oggetti di tipo stellare. Si va da stelle di massa anche decine di volte pari a quella del Sole – che ionizzano il mezzo circostante – a nane brune, oggetti così piccoli che non riescono ad innescare il bruciamento di idrogeno nel centro, decisamente troppo poco massive per diventare stelle vere e proprie.

Una meravigliosa (è proprio il caso di dirlo!) immagine della Nebulosa di Orione. Crediti: CFHT/Coelum (J.-C. Cuillandre & G. Anselmi).

Di tutte le nursery stellari sparse per lo spazio, la Nebulosa di Orione  è la più vicina alla Terra: dista da noi appena 1500 anni luce. Questa importante prerogativa la rende una regione molto molto speciale, capace di offrire agli astronomi la migliore opportunità di comprendere come le leggi delle fisica “riescono” a portare alla trasformazione di nubi molecolari di gas diffuso in stelle che bruciano idrogeno, in stelle ‘mancate’, e anche in pianeti.

Così non è troppo sorprendente come gli astronomi vedano la nebulosa di Orione come un oggetto di capitale importanza per gli studi di formazione stellare. Tanto che la maggior parte degli studi su come si formano le stelle sono stati derivati proprio dall’analisi dei dati che provengono da tale intrigante nebulosa.

Tutto chiaro, allora? Non proprio. Anzi, vien fuori che (come spesso accade) la realtà sia più complessa.  Osservazioni recenti effettuate da differenti strumenti, hanno rivelato come l’ammasso noto con il nome di NGC 1980 costituisca un agglomerato di stelle leggermente più anziane, proprio di fronte alla nebulosa.  Per quanto gli astronomi sapessero della presenza di un agglomerato stellare davanti alla nebulosa, le osservazioni recenti hanno rivelato che la popolazione stellare in oggetto è più massiccia di quanto si pensava. Inoltre non è affatto distribuita in modo uniforme, perché sembra si addensi intorno alla stella iota Orionis.

In pratica, l’importanza della scoperta è doppia. Prima cosa, l’ammasso NGC 1980, finora pensato come entità separata, vien fuori che è solo appena più vecchio rispetto all’ammasso del Trapezio, posto proprio nel cuore della nebulosa di Orione. Si ipotizza pertanto un legame maggiore con il resto della nebulosa. Secondo, quello che gli astronomi avevano sempre chiamato l’ammasso della nebulosa di Orione (Orion Nebula Cluster, ONC) è in realtà una complicata mistura di caratteristiche di questi due ammassi.

La cosa eccitante è che tutto questo porta a comprendere quanto ancora non si sa della formazione delle stelle! A detta degli stessi scienziati, i nuovi dati non si inquadrano agevolmente in nessuno degli scenari teorici esistenti — ed è proprio eccitate perché si comincia a capire che ci manca ancora, nella teoria, qualche ingradiente fondamentale.

Dunque non è solo l’universo lontano ad essere ancora pieno di misteri… siamo ancora circondati di segreti, e nell’indagine scientifica abbiamo gli strumenti adatti per camminare la meravigliosa avventura del conoscere il cosmo. Dedizione e pazienza saranno dotazioni necessarie per penetrare con successo anche in questo “mistero”…

(Libera rielaborazione di una Press Release CFHT)

Sveglie o… addormentate?

Hanno scrutato nelle profondità dell’universo, trovando che le galassie appartengono a due soli tipi: quelle “sveglie” e quelle “dormienti”. In altre parole, galassie che formano nuove stelle in maniera molto attiva, o galassie che non ne formano più alcuna.

Gli scienziati sanno già da diversi anni che le galassie nell’universo locale, sembrano appartenere ad uno di questi due stati, senza grandi possibilità di soluzioni “intermedie”. Ora però la nostra conoscenza della faccenda si espande, grazie ad una esplorazione dell’universo più profondo, che ci mostra come anche galassie davvero molto giovani – lontane addirittura 12 miliardi di anni luce – obbediscano alla stessa “legge”, si assoggettino alla semplice dicotomia “sveglio/addormentato”.

Questo è importantissimo, perché ci racconta di una regola generale; ci dice che le galassie si sono sempre comportate in questo modo. O meglio, si sono comportate in questo modo almeno per l’85 % della storia del nostro universo.

“Il fatto che vediamo queste galassie così giovani nel lontano universo, che hanno già ‘chiuso’, è rimarchevole”, spiega Kate Whitaker (Yale University), primo autore nell’articolo dedicato alla ricerca, che è comparso proprio ieri l’altro nell’edizione online della prestigiosa rivista Astrophysical Journal.

Più formi stelle, più sei blu, in pratica... (Image: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) and the HUDF team)

Per capire in quale stato fossero le galassie osservate, Whitaker e colleghi hanno fabbricato una serie di nuovi filtri, ognuno sensibile ad un ben specifico intervallo di radiazione luminosa, e li hanno poi applicati al telescopio di 4 metri del Kitt Peak, in Arizona. Dopodiché è iniziato… il vero, paziente lavoro. Sono state spese ben 75 notti, impiegate a scrutare nel lontano universo e nel collezionare fotoni da ben 40.000 galassie, da quelle “dietro l’angolo” a quelle poste a distanze quasi inimmaginabili, la cui luce proviene (per l’effetto della velocità finita della radiazione) direttamente dai primordi dell’universo. Il risultato? La più profonda e completa esplorazione mai effettuata, a queste distanze e a questi intervalli di lunghezza d’onda.

Ma poi, raccolti i dati, come capire se vi è formazione stellare, oppure no? Il team ha decifrato il comportamento “duale” delle galassie attraverso il colore della luce che queste emettono. Di norma, infatti, le galassie interessate da formazione stellare attiva mostrano un colore predominante blu, mentre la luce emessa da galassie dormienti, con prevalenza di stelle vecchie, è più spostata verso la parte rossa dello spettro.

Va detto che questo modo di leggere la formazione stellare, probabilmente inevitabile per galassie così lontane, introduce un certo grado di semplificazione; si dà il caso infatti di galassie anche molto vecchie con evidenze di radiazione ultravioletta anche rilevante. E’ il caso ad esempio delleccesso ultravioletto nelle galassie ellittiche, che inizialmente si riteneva fosse dovuto a stelle giovani (inusuali in tali ambienti), mentre poi si è potuto mostrare come anche stelle vecchie, in determinate fasi, siano ottimi produttori di luce blu/ultravioletta.

Tenuto conto delle dovute cautele, dunque, i ricercatori hanno scoperto che le galassie in fasi “intermedie” sono davvero molto poche, e che vi sono molte più galassie “sveglie” di quante ve ne siano “dormienti”. La scoperta mostra di fatto come la fase di passaggio da uno stato ad un altro debba essere rapida, si che nemmeno una ricerca così accurata ne riesce a “cogliere” un buon numero.

Se poi le galassie che dormono, rimangano così indefinitamente, è un’altra faccenda, tuttora aperta.In ogni modo, lo studio suggerisce come le galassie “attive” stiano formando stelle ad un tasso circa 50 volte maggiore di quelle che classifichiamo come “addormentate”.

Siccome, si sa, l’appetito vien mangiando (e questo è vero soprattutto per la ricerca scientifica!), i ricercatori, lungi dal ritenere l’indagine conclusa, sono interessati a capire, adesso, se le galassie possano passare varie volte attraverso i due stati, e se si possa riuscire ad osservarne direttamente qualcuna in stato di “addormentamento”…

Yale University Press Release

Proboscidi… nello spazio!

La sonda WISE della NASA non finisce di sorprenderci: stavolta ha catturato una suggestiva immagine di una regione di intensa formazione stellare: è una gigantesca nube di gas e polveri, che prende il nome di Sh2-284, che si trova nella costellazione dell’Unicorno.

Ben allineati lungo i bordi di una “voragine cosmica” si trovano una serie di strutture, chiamate anche “proboscidi d’elefante” — in realtà enormi pilastri di gas e polveri, molto addensate. Nell’immagine che ci regala WISE, le strutture si configurano come colonne di gas che si sporgono verso il centro della zona vuota in Sh2-284.

 

La regione di formazione stellare nella costellazione dell'Unicorno, inquadrata da WISE (Crediti: NASA/JPL-Caltech/UCLA)

La più importante di queste strutture è certamente quella che si vede nella parte destra dell’immagine, diciamo “ad ore tre”. Se la guardate bene, sembra una mano chiusa a pugno, tranne che per un dito che indica verso il centro della zona vuota (così dice il comunicato NASA, ed in effetti la somiglianza è piuttosto sorprendente…). Considerate che tale “proboscide” è lunga ben sette anni luce!

Se ci muoviamo nella direzione indicata dal… dito, ci possiamo imbattere in un ammasso stellare aperto, chiamato Dolidze 25, il quale – lungi dallo stare tranquillo dov’è – emette una grande quantità di radiazione in tutte le possibili direzioni, insieme a forti venti stellari.

Sono proprio tali emissioni a rendere ragione della “zona vuota” che si vede agevolmente al centro dell’immagine. I bordi di tale zona sono appunto le strutture in verde, e la sagoma è approssimativamente circolare, come appunto sarebbe da attendersi quando sono in ballo  simili fenomeni da parte di una struttura centrale (qui, appunto, l’ammasso aperto). Tuttavia, alcune regioni, evidentemente più dense delle altre, si sono dimostrate più capaci di resistere all’esuberanza dell’ammasso, mantenendo la posizione. Sono così rimasti a testimoniare la burrascosa storia dell’interazione dell’ammasso con il mezzo circostante, vere e proprie “proboscidi cosmiche”!

NASA/JPL Press Release