Caos nel centro di Orione

Sembrerebbe più un titolo da prima pagina che una notizia astronomica: tuttavia non si riferisce a tafferugli in qualche centro città, ma all’ambiente spumeggiante e attivo, piacevolmente caotico, che si trova al centro della Nebulosa di Orione.

La stupenda Nebulosa di Orione. Crediti: NASA/JPL-Caltech STScI

Sono zampilli gassosi di idrogeno, zolfo e vari idrocarburi che cullano una delicata e stupenda collezione di stelle bambine in questa immagine composita della Nebulosa, ottenuta combinando dati di Hubble con quelli del Telescopio Spaziale Spitzer. La vista nel visibile e in banda ultravioletta di Hubble rivela che idrogeno e zolfo sono stati riscaldati dalla intensa radiazione che proviene dalle stelle giovani e di grande massa. Con Spitzer che indaga in infrarosso, possiamo vedere l’interno della nuvola, la parte più ricca di gas e polvere.

C’è un gioco di squadra ormai indispensabile per proseguire nell’esplorazione dello spazio. Le informazioni che ci giungono dal cielo richiedono un ascolto complesso e variegato, che possiamo ottenere solo mettendo insieme diversi strumenti. Ovvero, collaborando.

Tanta strada è stata fatta dalle prime fotografie (già stupende) della Nebulosa, tanta ancora ne possiamo fare. Mettendo mano a questa opera comune, che riguarda tutti, che possiamo senz’altro chiamare (ri)scoperta del cielo.

Centodiciotto anni più tardi…

Oggi è così, ma non è sempre stato così. Oggi certo, siamo abituati a catturare immagini facilmente, di qualsiasi cosa. Abbiamo sempre con noi uno smartphone che dispone ormai di un apparato fotografico di soddisfacente qualità, in modo che non ci stupisce più il fatto di andare in giro catturando immagini di mondo, di quel mondo che i nostri nonni si accontentavano – quasi sempre – di vedere con gli occhi, e basta.

Tra l’altro, è ben noto che i telefoni cellulari – e le moderne macchine fotografiche – siano equipaggiate con quelle CCD (nome che sta per Charge Coupled Device, ovvero Dispositivo ad accoppiamento di carica) che sono state ideate e sviluppate proprio in ambito astronomico.

Tutto questo, lo sappiamo, è storia di oggi. Ed appunto, non è sempre stato così. E non parlo della preistoria tecnologica, tutt’altro. Quando il sottoscritto iniziava a muovere i primi suo passi nel mondo dell’astronomia, per dire, le immagini dal cielo venivano ordinariamente registrate su lastre fotografiche. Con tutti i problemi di linearità, saturazione, rumore, che ogni buon astrofilo potrebbe spiegarvi (e spiegarci, anzi).

E’ utile allora tornare un attimo indietro, fare storia, capire la strada fatta, ed anche le meraviglie che già si potevano realizzare tanti anni fa, attrezzati di entusiasmo e dedizione.

Eccone certamente una, di autentica meraviglia.

Crediti: George Ritchey, Yerkes Observatory – Digitization Project: W. Cerny, 
R. Kron, Y. Liang, J. Lin, M. Martinez, E. Medina, B. Moss, B. Ogonor, M. Ransom, J. Sanchez (Univ. of Chicago)

E’ una fotografia della Nebulosa di Orione, realizzata appunto sopra una lastra fotografica. Eravamo all’alba del secolo che si è concluso, nel 1901. Sono passati ben centodiciotto anni, due guerre mondiali e tante altre cose (anche meno drammatiche, grazie al cielo), ma l’immagine conserva tutta la sua carica di meraviglia. Per la cronaca, l’autore fu un certo George Ritchey, astronomo e costruttore di telescopi.

Il bello, è che abbiamo ancora tantissimo materiale in lastre fotografiche (spesso a largo campo) che risultano molto utili per le ricerche attuali: esse naturalmente vengono digitalizzate con grande cura per poi poter esplorarne il contenuto informativo – a volte preziosissimo.

Perché in fondo, ogni vero futuro inizia così: con i piedi ben piantanti nel passato.

Al cuore (oscuro) di Orione

Verso il centro di questo enorme, magnifico quadro cosmico- proprio al cuore della Nebulosa di Orione – si trovano quattro stelle di grande massa, note complessivamente come Il Trapezio. Radunate insieme, accorpata in una regione larga appena un anno luce e mezzo, sicuramente dominano il cuore della spettacolare nebulosa.

Crediti: Data: Hubble Legacy Archive, Processing: Robert Gendler

Non è tutto così tranquillo come potrebbe sembrare: perlomeno, non lo è stato. L’Universo infatti, di suo, è un posto abbastanza dinamico, dove le cose non rimangono a lungo nel loro stato di quiete. E’ un posto di trasformazione, prima di tutto (tanto che anche noi, guardandolo, ci trasformiamo, irresistibilmente).

Così non ci sorprende il fatto che recenti studi ci mostrano come questa nebulosa, tre milioni di anni fa, fosse molto più compatta, si fosse insomma tutti un po’ più strettini, tanto che le collisioni stellari in questo ambito così affastellato, potrebbero aver formato un buco nero, di una massa complessiva pari a circa cento volte il nostro Sole.

E lui rimane lì: non si vede, ma si capisce che c’è. Gli indizi in questi casi sono sempre indiretti, non avendo possibilità di carpirne alcuna luce. Ad esempio, è molto probabile che le alte velocità osservate per le stelle del Trapezio siano dovute proprio alla presenza del buco nero, e alla sua fortissima attrazione gravitazionale.

Che poi, visto che la Nebulosa di Orione dista da noi circa 1500 anni luce (un’inezia, dal punto di vista cosmico), questo renderebbe chiaro che stiamo parlando proprio del più vicino buco nero che si conosca. 

Buon per noi, che tra la Terra e questo oggetto così particolare (e alla cui attrazione difficilmente si può sfuggire) ci sia quel tanto di spazio che basta, per vivere tranquilli. 

In viaggio dentro la nebulosa di Orione…

E’ una delle nebulose più brillanti nel cielo. Ed è, anche, la zona di formazione stellare a noi più vicina. Parliamo della Nebulosa di Orione, che si estende per circa ventiquattro anni luce, ad una distanza da noi tale che la sua luce impiega più di un millennio per raggiungerci.

Un particolare del “viaggio” dentro la Nebulosa di Orione. Crediti: NASA, ESA, F. Summers, G. Bacon, Z. Levay, J. DePasquale, L. Frattare, M. Robberto, M. Gennaro (STScI) and R. Hurt (Caltech/IPAC)

E’ certamente uno degli oggetti più fotografati del cielo, e si è più volte guadagnato i suoi momenti di celebrità. Eppure può ancora riservarci delle sorprese. Adesso, ad esempio, possiamo finalmente goderci una esperienza ben più immersiva rispetto alla semplice osservazione delle immagini, grazie alla capacità tutta moderna di manipolazione dei dati grezzi.

Mettendo insieme informazioni acquisite dal Telescopio Spaziale Hubble e da Spitzer, l’altro telescopio nello spazio che opera in banda infrarossa, possiamo infatti imbarcarci per un vero viaggio all’interno della nebulosa. Un viaggio dove possiamo finalmente apprezzare la meravigliosa complessità di questa enorme fabbrica di stelle, con la conformazione delle diverse zone di gas tale da regalarci panorami davvero suggestivi.

Esiste dunque una complessità intrinseca dell’Universo (complessità che non di rado si tramuta una inedita percezione di bellezza) che iniziamo ad apprezzare appena ora, perché appena ora la qualità e abbondanza del dato scientifico viene a rendere possibili ricostruzioni evocative come quella che oggi proponiamo.

In un certo senso, riusciamo ad umanizzare l’Universo, perché lo conosciamo molto meglio di prima, e ci possiamo permettere – finalmente – di organizzare le conoscenze per adeguarle alla natura della percezione umana. E’ un passaggio quasi epocale che sta avvenendo, un passaggio che, in un certo senso, trasporta lo spazio cosmico in un contesto ben più familiare, consentendo una percezione più amichevole.

E questo, come ben possiamo prevedere, è appena l’inizio.

 

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)