La regione attiva di formazione stellare W43-MM1, osservata con Alma. L’alto numero di siti di formazione stellare, noti come nuclei e qui identificati da ellissi, sono la prova dell’intensa attività di formazione stellare in questa regione. Crediti: Eso/Alma / F. Motte / T. Nony / F. Louvet / Nature Astronomy
Nello spazio, nascoste dietro i veli di polvere delle nebulose, nubi di gas collassano formando le strutture dalle quali nascono le stelle: i nuclei delle stelle in formazione. Queste strutture si raggruppano, accumulano materia e frammenti, dando infine origine ad ammassi di giovani stelle di varie masse, la cui distribuzione (intesa come il numero di stelle per intervallo di massa) è stata descritta nel 1955 da Edwin Salpeter nella legge astrofisica che porta il suo nome.
Gli astronomi avevano già avuto modo di notare che il rapporto tra il numero di oggetti massicci e quelli meno massicci era lo stesso nei gruppi di nuclei stellari in formazione e nei gruppi di stelle appena formate. Questo ha suggerito che la funzione iniziale di massa, nota come Initial Mass Function (Imf), sia semplicemente il risultato della distribuzione di massa dei nuclei da cui le stelle si sono formate, nota come Core Mass Function (Cmf). Tuttavia, questa conclusione deriva dallo studio delle nubi molecolari più vicine al nostro Sistema solare, che non sono molto dense e che quindi non possono considerarsi rappresentative della reale diversità di tali nubi nella Galassia.
La relazione tra Cmf e Imf è universale? Cosa si osserva quando si vanno a studiare nubi più dense e più distanti? Queste sono le domande che si sono posti i ricercatori dell’Istituto di planetologia e astrofisica di Grenoble (Cnrs / Université Grenoble Alpes) e il Laboratorio di astrofisica, strumentazione e modellistica (Cnrs / Cea / Université Paris Diderot) quando hanno iniziato ad osservare la regione attiva di formazione stellare W43-MM1, la cui struttura è molto più tipica delle nubi molecolari nella nostra galassia rispetto a quelle osservate in precedenza. Grazie alla sensibilità senza precedenti e alla risoluzione spaziale delle antenne di Alma, i ricercatori sono stati in grado di stabilire una distribuzione statisticamente solida di nuclei stellari su un vastissimo intervallo di masse, dalle stelle di tipo solare alle stelle cento volte più massicce del nostro Sole. Con grande sorpresa, la distribuzione trovata non sembra obbedire alla legge di Salpeter del 1955. Si è infatti scoperto che, nella nube molecolare W43-MM1, esiste una sovrabbondanza di nuclei massicci, mentre quelli meno massicci sembrerebbero essere scarsamente rappresentati.
Questi risultati mettono in discussione non solo la relazione tra Cmf e Imf, ma anche la natura apparentemente universale della Imf: contrariamente a quanto si è sempre pensato, la distribuzione di massa delle giovani stelle potrebbe non essere la stessa ovunque nella nostra galassia. Se fosse veramente così, la comunità scientifica sarà costretta a riesaminare i suoi calcoli sulla formazione stellare e ogni stima che dipenda dal numero di stelle massicce, come ad esempio l’arricchimento chimico del mezzo interstellare e il numero di buchi neri e supernove.
I gruppi coinvolti in questa ricerca continueranno il loro lavoro con Alma all’interno di un consorzio di circa quaranta ricercatori. Il loro obiettivo è studiare quindici regioni simili a W43-MM1 per confrontare le loro Cmf e accertare se le caratteristiche riscontrate in questa nube molecolare possono essere generalizzate.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “The unexpectedly large proportion of high-mass star-forming cores in a Galactic mini-starburst” di Motte, T. Nony, F. Louvet, K. A. Marsh, S. Bontemps, A. P. Whitworth, A. Men’shchikov, Q. Nguyễn Lương, T. Csengeri, A. J. Maury, A. Gusdorf, E. Chapillon, V. Könyves, P. Schilke, A. Duarte-Cabral, P. Didelon e M. Gaudel