Herschel: libero ingresso nel Reparto Maternità Stellare

Cosa c’è di più bello della nascita di una nuova vita? E come sarebbe poetico e meraviglioso poter assistere alla formazione di un essere vivente… Ebbene, il telescopio spaziale infrarosso dell’ESA, Herschel, sta permettendo tutto ciò, penetrando nel cuore dei reparti di maternità delle stelle. E le sorprese sono subito state impressionanti.

Herchel è il più grande telescopio mai inserito nello spazio. Il suo diametro (4,2 metri) è quattro volte più grande dei suoi predecessori infrarossi e una volta e mezza lo Space Telescope. Le prime osservazioni hanno subito colpito nel segno. Oltre ad aver assistito a una incredibile e frenetica attività nei luoghi di nascita di migliaia di galassie lontane e aver individuato stupendi drappeggi di nuvole nella Via Lattea dove, di nascosto da occhi indiscreti, stanno nascendo astri di tutte le dimensioni, l’occhio infrarosso ha catturato una stella “impossibile” nell’atto della sua formazione.

Questa immagine stupefacente (Fig. 1) mette in dubbio molte idee sulla prime fasi stellari e apre nuove vie di ricerca. Il luogo della scoperta è la nube “a bolla” RCW 120, dove tra poche migliaia di anni nascerà probabilmente una delle più grandi e luminose stelle della nostra galassia.

Questa immagine stupefacente mette in dubbio molte idee sulla prime fasi stellari e apre nuove vie di ricerca

Fig 1. La magnifica “bolla” originata dalla stella al centro (non visibile a questa lunghezza d’onda) che attraverso l’emissione luminosa scaccia la materia verso l’esterno, precludendo un suo ulteriore aumento di massa. A destra, all’orlo della bolla, si nota un “nodo” molto luminoso. Esso rappresenta un embrione stellare di circa 8-10 masse solari, circondato da gas e polvere pari a 2000 masse solari. L’embrione potrà ancora aumentare fino a raggiungere una massa finale di circa 150 masse solari.

Le stelle super massicce sono rare e vivono molto poco. Vederne una proprio mentre sta per nascere è stato un colpo di fortuna eccezionale in quanto rappresenta un’opportunità incredibile per risolvere un paradosso che da molto tempo non fa dormire gli specialisti di evoluzione stellare. Infatti, secondo le attuali conoscenze, non si potrebbero formare stelle più grandi di otto masse solari. Questo dovrebbe succedere in quanto la luce emessa da questi giganteschi embrioni stellari scaccia lontano la nube originaria senza poter più permettere accumulo di massa. Tuttavia, stelle ben più grandi di questo limite esistono e come! Alcune contenenti anche 150 masse solari. E allora? Come la mettiamo?

Oggi, finalmente, Herschel ne ha “beccata” una all’inizio della sua vita e gli astronomi la potranno analizzare per rivedere le proprie teorie. Quando una stella comincia formarsi, la polvere e il gas che la circondano sono riscaldate fino a qualche decina di gradi sopra lo zero assoluto e iniziano a emettere nel lontano infrarosso. L’atmosfera terrestre blocca queste lunghezze d’onda e perciò solo un telescopio spaziale può riprendere questa importantissima fase. Herschel ha mostrato che gli embrioni appaiono all’interno di filamenti luminosi di polvere e gas che drappeggiano la Via Lattea. Questi filamenti creano catene di “nursery” stellari, lunghe decine di anni luce (Fig. 2). La “nostra” RCW 120 è una “bolla” che contiene una stupefacente sorpresa. La stella che sta al suo interno, non visibile a questa lunghezza d’onda, spinge verso l’esterno il gas e la polvere per mezzo della sua luce. Tutto secondo le regole…

Figura 2

Figura 2

Alla base della bolla si è però creato un “$nodo$” estremamente luminoso di materia che già adesso contiene da 8 a 10 masse solari. Esso non può che aumentare di massa, essendo circondato da una nube di oltre 2000 masse solari. Non tutta questa immensa massa cadrà sull’embrione stellare, ma sappiamo di sicuro che potrebbe benissimo raggiungere le 150 masse solari. Cosa limita la crescita di massa? E perché può arrivare fino a 150 masse solari anche se le teorie più accreditate danno un valore di sole 8 masse solari? Quel $nodo$ così primitivo potrebbe darci la risposta, proprio perché potrebbe trasformarsi in un vero mostro stellare. Basta aspettare e continuare a osservare e a studiare le immagini di Herschel… In grande silenzio, ovviamente, per non disturbare una meravigliosa nascita che sembrerebbe “impossibile”.

Ma Herschel non ha finito di sorprenderci…

Si parla sempre di buchi neri, che, malgrado il nome, buchi non sono in verità, bensì residui di stelle con una massa enorme concentrata in un volume piccolissimo. In effetti, non è facile trovare un vero buco nello spazio, ma Herschel c’è riuscito. Nuovamente, la scoperta del tutto inattesa si riferisce ad una fase finale di formazione stellare. Sappiamo benissimo che getti di gas vengono scagliati da stelle appena nate, come fossero i loro primi vagiti, e ciò avviene con meccanismi molto complessi. Ma mai si poteva pensare a ciò che è stato scoperto.

Una nube di gas luminoso riflettente era già conosciuto dagli astronomi come NGC 1999, situato in prossimità di una macchia nera (Fig. 3). Queste zone completamente scure sono considerate comunemente dense nubi di polvere e gas che bloccano completamente la luce. E tale è apparsa anche a Herschel. Ma, ma… questo non aveva senso: gli occhi del telescopio sono stati costruiti proprio per guardare attraverso le nubi più dense e scure! O quella strana macchia aveva una densità assurdamente grande oppure vi era qualcosa di sbagliato…

Pur con l’aiuto di telescopi terrestri e ripetendo le osservazioni in tutti i modi possibili, il risultato non è cambiato di una virgola: la macchia era nera non perché era estremamente densa, ma solo perché era completamente vuota! Un “buco nero” ben diverso dai soliti che conosciamo molto bene…

La spiegazione potrebbe essere la seguente: il buco è stato aperto quando i getti di gas scagliati da qualche giovane stella vicina hanno perforato la “coperta” di gas e polvere che forma NGC 1999. Magari aiutati in questo dalle potenti radiazioni di stelle più mature. Sono ancora ipotesi, ma sicuramente la scoperta aiuterà a capire meglio i meccanismi attraverso i quali le stelle appena nate disperdono la loro nube originaria, ossia la “placenta”, e iniziano a vivere allo scoperto la loro straordinaria esistenza.

ngc 1999

Fig 3. NGC 1999 è la nube verde-azzurra nella parte alta dell’immagine. La macchia nera alla sua destra era considerata una nube molto densa di gas e polvere. Herschel ha invece dimostrato che si tratta di un vero e proprio “buco”, creato dai getti di gas scagliati da stelle giovanissime e vicine.

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10 Commenti

  1. Ma possibile che una stella sia completamente invisibile nell’infrarosso? Non dovrebbe emettere comunque qualcosina anche a quella lunghezza d’onda?

    E per la seconda parte dell’articolo, se la nube densa, che poi è un buco vuoto, fosse stata un buco nero come sarebbe apparso agli occhi di Herschel?

    Bell’articolo comunque e bellissime foto!

  2. Quanto tempo è necessario per poter apprezzre delle variazioni? :mrgreen: Come ordine di grandezza.
    Grazie mille 😆

  3. Carissimo Enzo, ottimo articolo,fantastiche scoperte.
    Il tempo per apprezzare delle variazioni penso sia estremamente lungo in termini umani.
    Come si era giunti a pensare che non potessero nascere stelle sopra 8 masse stellari? Come ci può essere una così grande discrepanza tra teoria e pratica ? (no tra 8 e 12 per esempio, ma tra 8 e 150).

  4. Ma nella regione di spazio completamente nera non si dovrebbe vedere ciò che sta “dietro”? Ossia le stelle più lontane.

    Ad ogni modo, articolo affascinante ed immagini bellissime.

  5. Infatti se guardi bene nello spazio vuoto di Fig 3 si vede una stella lontana che sta dietro…

  6. Mi verrebbe da pensare che il limite di 8 masse solari venga superato quando una nube di gas e polveri viene compressa da altre stelle a lei vicine come in questo caso. Le altre stelle sospingono la materia comprimendola per la futura gigante… è plausibile?

  7. Complimenti per la scelta delle immagini…Davvero sublimi!!
    NGC 1999 mi ha lasciato senza parole!Una nube con un “buco”che lascia intravedere una stella nel suo centro…L’astronomia a mio avviso si rivela sempre essere la scienza delle meraviglie,come la matematica!
    Complimenti per l’articolo. 😉