La regione di formazione stellare Westerhout 43, a circa 20mila anni luce da noi, nella costellazione dell’Aquila, in un’immagine realizzata dal telescopio spaziale Herschel. Questa regione ospita oltre 20 “culle” di formazione stellare, evidenti in blu all’interno delle nubi di gas e polvere che pervadono l’immagine. Si stima che la regione coperta da questa immagine ospiti circa il 3,5 per cento del tasso di formazione stellare dell’intera Via Lattea. Crediti: Esa / Herschel / Pacs, Spire / Hi-Gal Project. Acknowledgement: UniMap / L. Piazzo, La Sapienza – Università di Roma; E. Schisano / G. Li Causi, Iaps–Inaf, Italy
Hanno contato tutti i clump, grumi di gas e polvere dispersi nel mezzo interstellare che pervade la Via Lattea, identificando quali tra essi ospitano formazione stellare e misurando la loro massa. Così, un team internazionale guidato da ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) ha stimato il tasso di formazione stellare della nostra galassia, ovvero quanto rapidamente produce nuove stelle: con una natalità stellare pari a circa due masse solari l’anno, la Via Lattea risulta essere una galassia “mediamente attiva”.
Il risultato si basa sulle osservazioni del piano galattico – dove risiede la maggior parte delle stelle della Via Lattea – condotte tra il 2009 e il 2013 dal telescopio spaziale Herschel dell’Agenzia spaziale europea nell’ambito della survey a guida italiana Hi-Gal ed è in accordo con le poche stime precedenti di questa grandezza, che facevano uso di tecniche completamente diverse. Questo lavoro permette di consolidare quanto noto finora sulla capacità della Via Lattea di convertire il gas freddo in stelle ed è stato pubblicato oggi su The Astrophysical Journal.
«In primo luogo, stimare il tasso di formazione stellare della Via Lattea ci consente di operare confronti tra essa e le altre galassie», spiega Davide Elia, ricercatore Inaf a Roma e primo autore del nuovo studio. «In secondo luogo, consente di affrontare un annoso dilemma nell’astrofisica galattica, ossia il fatto che il tasso di formazione stellare osservato, di poche masse solari per anno, risulta piuttosto esiguo rispetto alla quantità di materia disponibile. Produrre una stima aggiornata di questa quantità fornisce dunque un dato di riferimento ai colleghi che cercano di spiegare per via teorica questo inatteso comportamento».
La velocità con cui una galassia produce nuove stelle, che dipende dalla massa di gas freddo disponibile e quantifica il suo grado di attività in termini di formazione stellare, non è un parametro facile da misurare: negli ultimi 45 anni sono state pubblicate solo una quindicina di stime di questa grandezza. Il team è riuscito nell’impresa partendo da un’idea di Sergio Molinari, dirigente di ricerca Inaf a Roma, principal investigator di Hi-Gal e secondo autore dell’articolo.
Mappa della densità del tasso di formazione stellare nella Via Lattea. I valori più alti sono rappresentati in bianco e giallo, mentre valori più moderati sono indicati in arancione, rosso, viola, blu e nero. Il centro galattico è riportato al centro dell’immagine, mentre la X in grigio nella parte inferiore indica la posizione del Sole. Sono indicati (in quattro diversi toni di verde) quattro bracci della spirale galattica. Crediti: D. Elia et al. (2022)
Dopo aver selezionato dal catalogo della survey, pubblicato lo scorso anno, gli oltre 150mila clump all’interno dei quali stanno nascendo nuove stelle, è stato possibile, a partire dalla loro massa e per confronto con i modelli teorici, stimare la frazione di massa che verrà convertita in stelle e il tempo necessario affinché ciò accada. Il valore trovato, ottenuto per la prima volta a partire dai dati di Herschel, rappresenta uno dei prodotti finali attesi da una importante survey del piano galattico come Hi-Gal. «Stime di questo genere sono molto “attese” dalla comunità e quindi riteniamo di aver fissato una nuova pietra miliare nella storia delle misurazioni di questa grandezza», chiarisce Elia.
Questo metodo ha permesso anche di mappare, come mai prima d’ora, il tasso di formazione stellare nel piano galattico, delineando il suo comportamento dal centro alla periferia della Via Lattea e il suo legame con il ruolo dei bracci di spirale. Si è stimato che l’84% del tasso di formazione stellare della Via Lattea è contenuto entro l’orbita del Sole attorno al centro galattico, e solo il 16% al di fuori di essa.
«Per le galassie esterne alla nostra, e in particolare quelle molto lontane e non osservabili in dettaglio con gli strumenti a disposizione, il tasso di formazione stellare è spesso una delle poche quantità globalmente misurabili», aggiunge Elia. «Calcolarlo anche per la galassia in cui viviamo, la Via Lattea, ci consente di operare un confronto tra essa e le altre galassie, per capire se la nostra abbia un comportamento “usuale” o in qualche modo peculiare. La tecnica usata, oltretutto, ci consente non solo di stimare il tasso di formazione stellare globale, ma anche di mapparlo zona per zona. Naturalmente esistono varie difficoltà dovute al fatto che possiamo osservare la Via Lattea solo dal di dentro e, oltretutto, da una posizione relativamente defilata».
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “The Star Formation Rate of the Milky Way as seen by Herschel” di D. Elia, S. Molinari, E. Schisano, J. D. Soler, M. Merello, D. Russeil, M. Veneziani, A. Zavagno, A. Noriega-Crespo, L. Olmi, M. Benedettini, P. Hennebelle, R. S. Klessen, S. Leurini, R. Paladini, S. Pezzuto, A. Traficante, D. J. Eden, P. G. Martin, M. Sormani, A. Coletta, T. Colman, R. Plume, Y. Maruccia, C. Mininni, S. J. Liu