La nebulosa Fiamma e il suo ammasso stellare studiato da Chandra. Crediti: NASA
Una ricerca condotta nell’ambito del Progetto “Massive Young Star-Forming Complex Study in Infrared and X-ray” della Penn State University grazie ai dati forniti dall’osservatorio orbitante della NASA Chandra – studiato per l’osservazione dell’emissione di raggi-X da regioni ad alta energia dell’Universo – ha permesso di fare un passo in avanti nella comprensione del processo di formazione degli ammassi stellari. I dati raccolti dimostrano che le teorie finora sviluppate al riguardo non trovano conferma.
La teoria fino ad oggi accettata sostiene che nel momento in cui una nube gigante di gas e polveri si condensa, la sua regione centrale attrae materiale fino a raggiungere la densità critica utile a dare l’innesco al processo di formazione stellare. Il fatto che tale processo abbia inizio dal centro della nube implicherebbe che le stelle localizzate in tale area dell’ammasso debbano essere le prime a formarsi e, dunque, le più anziane. Ma i dati raccolti attraverso le osservazioni di Chandra danno indicazioni differenti.
I ricercatori hanno concentrato l’attenzione su due ammassi stellari nei quali la formazione di stelle simili al nostro Sole è tutt’ora in corso, ovvero NGC 2024, ammasso osservabile al centro della Nebulosa Fiamma, e l’ammasso stellare nella Nebulosa di Orione. I dati raccolti indicano che le stelle più antiche, contrariamente alle aspettative, sono quelle localizzate nella “periferia” degli ammassi stellari osservati.
Secondo il ricercatore della Penn State University Konstantin Getman, alla guida dello studio, i risultati ottenuti dall’analisi dei dati raccolti sarebbero controintuitivi, implicando la necessità che vengano sviluppate ulteriori e differenti teorie riguardo la formazione di stelle negli ammassi.
Per stimare l’età delle stelle presenti negli ammassi osservati il team guidato da Getman ha sviluppato una metodologia in due fasi: prima si è proceduto a stabilire quale fosse la massa della stella attraverso la misurazione della sua luminosità nei raggi X grazie ai dati forniti da Chandra, successivamente se ne è determinata la luminosità attraverso l’osservazione nell’infrarosso dai telescopi a terra e dai dati forniti dallo Spitzer Space Telescope della NASA. Combinando queste informazioni i ricercatori hanno stimato l’età delle stelle presenti nei due ammassi analizzati.
Come detto i risultati sono stati opposti a quelli che ci si aspettava di raccogliere. L’età delle stelle situate al centro dell’ammasso NGC 2024 è risultata mediamente essere di circa 200.000 anni, mentre quelle situate alla periferia dell’ammasso sarebbero lì – per così dire – da 1 milione e mezzo di anni, due milioni ai margini più estremi.
Un altro ricercatore del team, Eric Feigelson, aggiunge che la conclusione fondamentale che si trae dallo studio è che la teoria sulla formazione degli ammassi stellari fino ad oggi seguita – quella per intenderci che modellizza un processo da dentro a fuori – è ormai superata e che quindi occorre sviluppare modelli più complessi sulla base dei dati che gli studi mettono a disposizione. Le argomentazioni che gli astronomi hanno sviluppato per motivare le ragioni dei risultati presentati nello studio della Penn State sono principalmente tre.
La prima teoria sviluppata al riguardo argomenta che la formazione di stelle continua nelle regioni interne dell’ammasso in ragione della maggiore densità dei gas presenti in tale area, densità che aggrega una quantità di materiale maggiore rispetto alle aree periferiche e che, come ricordato, è utile all’innesco del processo di formazione stellare. Nel tempo, se la densità scende sotto una soglia tale da permettere l’avvio di tale processo, la formazione di nuove stelle cesserà a partire dalle aree più esterne dell’ammasso, continuando nelle aree più interne e spiegando quindi la concentrazione in tale area di stelle più giovani.
Un’altra idea sostiene che le stelle più anziane abbiano avuto più tempo per allontanarsi dal centro dell’ammasso, magari a causa dell’interazione con le altre stelle dell’ammasso. L’ultima delle nuove teorie sviluppate al riguardo sostiene che i dati raccolti sarebbero spiegabili se la formazione delle giovani stelle avvenisse nei massicci filamenti gassosi che precipitano verso il centro della nube. Precedenti studi condotti sulla Nebulosa di Orione, anche se troppo limitati per essere significativi, avrebbero già fornito indizi di questa distribuzione delle stelle in modo inverso rispetto a quanto ci si aspettava. Lo studio condotto dal team della Penn State University fornisce la prima prova effettiva di questa distribuzione nella Flame Nebula. Il prossimo passo dovrà essere dunque quello di allargare le osservazioni ad altri giovani ammassi stellari per trovare conferma di quanto osservato e stabilire quale sia la spiegazione corretta.