Rappresentazione artistica dell’enorme proto-binaria Iras 16547-4247. Ogni protostella è circondata da un piccolo disco di gas e le stelle sono incorporate nel disco più grande. Entrambe le protostelle emettono deflussi di gas molecolari, mentre una emana un getto collimato che si scontra con il gas circostante e crea punti luminosi lungo il flusso. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao)
Usando l’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (Alma), gli astronomi hanno individuato una coppia di enormi baby stelle che crescono in una zuppa cosmica salata. Ogni stella è avvolta da un disco gassoso che include molecole di cloruro di sodio – comunemente noto come sale da cucina – e vapore acqueo riscaldato. Analizzando le emissioni radio dal sale e dall’acqua, il team ha scoperto che i dischi ruotano in senso contrario. Questa è la seconda rilevazione di sale attorno a stelle giovani e massicce, a dimostrazione che il sale è un eccellente indicatore per esplorare le immediate vicinanze di stelle giganti.
Ci sono stelle di molte masse diverse nell’universo. Quelle più piccole hanno solo un decimo della massa del Sole, mentre quelle più grandi hanno una massa 10 volte più grande del Sole, o anche di più. Indipendentemente dalla massa, tutte le stelle si formano in nubi cosmiche di gas e polvere. Sebbene gli astronomi abbiano studiato meticolosamente l’origine delle stelle, il processo di formazione stellare delle stelle massicce non è ancora chiaro. Questo perché i siti in cui si formano le stelle massicce si trovano più lontano dalla Terra e le baby stelle massicce sono circondate da enormi nubi con strutture complicate. Questi due fatti purtroppo impediscono agli astronomi di ottenere una visione chiara delle enormi stelle giovani e dei loro siti di formazione.
Un team di astronomi guidato da Kei Tanaka dell’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone ha utilizzato il potere di Alma per studiare l’ambiente in cui si stanno formando stelle massicce. In particolare, hanno osservato l’enorme sistema binario giovane denominato Iras 16547-4247, le cui baby stelle si trovano a 9500 anni luce di distanza, nella costellazione dello Scorpione. La massa totale delle stelle è stimata essere 25 volte la massa del Sole, circondata da una nube gigantesca la cui massa è di circa 10mila Soli. Il team ha rilevato emissioni radio da un’ampia varietà di molecole. In particolare, cloruro di sodio (NaCl) e vapore acqueo (H2O) sembrano trovarsi nelle immediate vicinanze di ciascuna stella, ossia nel disco circumstellare. D’altra parte, altre molecole come il cianuro di metile (CH3CN) – che è stato comunemente osservato in studi precedenti su giovani stelle massicce – sono state rilevate più lontano, ma non tracciano bene le strutture nelle vicinanze delle stelle.
«Il cloruro di sodio è il familiare sale da cucina, ma non è una molecola comune nell’universo», dice Tanaka. «Questa è stata solo la seconda rilevazione di cloruro di sodio attorno a enormi stelle giovani. Il primo esempio ha riguardato Orion Kl Source I, ma si è trattato di una sorgente così particolare che non eravamo sicuri che il sale fosse adatto per vedere dischi di gas attorno a stelle massicce. I nostri risultati hanno confermato che il sale è effettivamente un buon indicatore. Poiché le baby stelle guadagnano massa attraverso i dischi, è importante studiare il movimento e le caratteristiche dei dischi per capire come crescono le baby stelle».
Immagine composita – generata dai dati di Alma – della protostella binaria massiccia Iras 16547-4247. I diversi colori mostrano le diverse distribuzioni di particelle di polvere (giallo), metil cianuro (CH3CN, rosso), sale (NaCl, verde) e vapore acqueo caldo (H2O, blu). I riquadri inferiori sono le viste ravvicinate di ciascun componente. La polvere e il metilcianuro sono ampiamente distribuiti intorno al sistema binario, mentre il sale e il vapore acqueo sono concentrati nel disco attorno a ciascuna protostella. Nell’immagine ad ampio campo, i getti di una delle protostelle, visti come diversi punti nell’immagine sopra, sono mostrati in azzurro. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), Tanaka et al.
Ulteriori indagini sui dischi mostrano un interessante accenno all’origine della coppia. «Abbiamo trovato un possibile segno che i dischi ruotano in direzioni opposte», spiega Yichen Zhang, un ricercatore di Riken. Se le stelle fossero nate come gemelle in un grande disco gassoso comune, allora i dischi dovrebbero ruotare nella stessa direzione. «La controrotazione dei dischi può indicare che queste due stelle non siano reali gemelle, ma una coppia di estranee che si sono formate in nubi separate e si sono accoppiate in seguito». Le stelle massicce hanno quasi sempre dei compagni, quindi è fondamentale indagare sull’origine dei sistemi binari massicci. Il team si aspetta che ulteriori osservazioni e analisi forniscano informazioni più affidabili sui segreti della loro nascita.
La presenza di vapore acqueo e cloruro di sodio, che sono stati rilasciati dalla distruzione di particelle di polvere, suggerisce la natura calda e dinamica dei dischi attorno alle enormi baby stelle. È interessante notare che le indagini sui meteoriti indicano che anche il disco del proto-sistema solare ha sperimentato temperature elevate in cui le particelle di polvere sono evaporate. Gli astronomi saranno in grado di tracciare bene queste molecole rilasciate dalle particelle di polvere utilizzando il Very Large Array di prossima generazione, attualmente in fase di pianificazione. Il team prevede di poter persino ottenere indizi per comprendere l’origine del Sistema solare attraverso lo studio di dischi caldi con il cloruro di sodio e il vapore acqueo.
Per saperne di più:
- Leggi su Astrophysical Journal Letters l’articolo “Salt, Hot Water, and Silicon Compounds Tracing Massive Twin Disks” di Kei E. I. Tanaka, Yichen Zhang, Tomoya Hirota, Nami Sakai, Kazuhito Motogi, Kengo Tomida, Jonathan C. Tan, Viviana Rosero, Aya E. Higuchi, Satoshi Ohashi, Mengyao Liu e Koichiro Sugiyama