Cosa frena la rotazione di una stella massiccia

Svelato su Nature Astronomy il mistero sul perché le stelle massicce ruotano meno velocemente di quanto ci si aspetterebbe dalle leggi di conservazione del moto: una parte del gas presente nel disco di accrescimento viene centrifugata e rilasciata lungo le linee di campo magnetico, dissipando energia rotazionale

Le stelle si formano dal collasso di nubi di gas e polvere che galleggiano nello spazio interstellare. Queste grandi grembi volteggiano lentamente, mentre le stelle che ne scaturiscono ruotano su sé stesse a velocità decisamente maggiori, a causa del progressivo aumento della gravità mano a mano che la nube si contrae.

Finora gli scienziati non avevano una spiegazione adeguata all’evidenza osservativa che le stelle massicce presentano invece una velocità di rotazione inferiore rispetto a quella attesa. Un nuovo studio, pubblicato su Nature Astronomy da un gruppo di ricerca prevalentemente giapponese e realizzato grazie alle osservazioni della schiera di radiotelescopi millimetrici ALMA in Cile, ha ora probabilmente risolto l’enigma del moto mancante.

Rppresentazione della protostella Orion KL Source I, con spire di gas che fuoriescono dal disco di accrescimento. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Rppresentazione della protostella Orion KL Source I, con spire di gas che fuoriescono dal disco di accrescimento. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

I ricercatori sospettavano che a “tirare il freno” alla stella massiccia in formazione potesse essere una sorta di “retrorazzo naturale”, un deflusso di gas sprigionati dalla baby stella durante le convulse fasi della sua nascita. Per confermare questa idea, il gruppo ha quindi puntato le antenne di ALMA verso Orion KL Source I, una massiccia protostella localizzata nella famosa nebulosa di Orione.

Osservazione Alma di Orion KL Source I. Il colore indica il movimento del gas: rosso in allontanamento, blu in movimento verso di noi. Il disco è visualizzato in bianco. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Hirota et al.
Osservazione ALMA di Orion KL Source I. Il colore indica il movimento del gas: rosso in allontanamento, blu in movimento verso di noi. Il disco è visualizzato in bianco. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Hirota et al.

Grazie alla relativa vicinanza dell’astro e alla grande sensibilità di ALMA, il gruppo di ricerca ha potuto svelare la natura del flusso di gas, ottenendo una chiara immagine della sua rotazione, che avviene nella stessa direzione di quella del disco di accrescimento protostellare. Inoltre, ALMA ha svelato come il flusso si origini non in prossimità della stella, ma piuttosto ai bordi del disco di gas e polveri che circonda la stella in formazione.

Il meccanismo che rallenta l’accelerazione rotazionale di una stella massiccia in formazione sarebbe dunque di tipo magneto-centrifugo: il gas presente nel disco di accrescimento stellare si muove verso l’esterno del disco stesso a causa della forza centrifuga, quindi fugge via seguendo le linee di forza del campo magnetico. L’emissione di questi getti di gas (outflows) sottrae momento rotazionale al sistema disco-protostella, appunto rallentandone la rotazione.

Per saperne di più:

Articolo di Stefano Parisini originariamente pubblicato su Media INAF.

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Red Hanuman è nato poco tempo prima che l'uomo mettesse piede sulla Luna, e cresciuto a pane e fantascienza. Poteva non sentire il richiamo delle stelle? Chimico per formazione e biologo autodidatta per necessità, ha da sempre desiderato essere un astrofisico per vocazione e diletto, ma non ha potuto coronare il suo sogno. Attualmente, lavora nel settore ambiente. Da pochi anni studia il violino. Perché continua ad usare un nickname? Perché la realtà non può essere richiusa in un nome, e perché πάντα ῥεῖ ὡς ποταμός : tutto scorre come un fiume. Ma, soprattutto, perché Red Hanuman è chiunque coltiva in sé un desiderio di conoscenza ...

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