La Piccola Nube di Magellano. Crediti: Eso/Vista Vmc
Dalle nubi di gas molecolare si formano le stelle. Nella nostra galassia queste nubi si presentano con le fattezze di lunghissimi filamenti, larghi un terzo di anno luce – più o meno tremila miliardi di chilometri. Un addensamento di gas, pressato dalla forza di gravità in uno di questi filamenti, si pensa che in un tempo remoto – oltre quattro miliardi e mezzo di anni fa – abbia generato il Sole e il suo sistema di pianeti. E ancora prima, dove si formavano le stelle nell’infanzia dell’universo?
Prova a rispondere a questa domanda un articolo uscito la scorsa settimana su The Astrophysical Journal. Gli autori dello studio hanno osservato 17 nubi di gas molecolare nella Piccola Nube di Magellano, galassia satellite della Via Lattea. Scoprendo che non sempre la formazione stellare avrebbe luogo all’interno di lunghi filamenti. Le culle di certi astri somiglierebbero più a delle soffici nuvolette, piuttosto. Scoperte dietro casa, e che pure potrebbero raccontarci qualcosa dei luoghi in cui nascevano le stelle nei primi miliardi di vita dell’universo.
«In totale, abbiamo raccolto e analizzato dati da 17 nubi molecolari. Ognuna di queste nubi molecolari aveva stelle neonate in crescita con una massa pari a 20 volte quella del nostro Sole», spiega Kazuki Tokuda, ricercatore postdoc presso la facoltà di scienze dell’Università di Kyushu, in Giappone, e primo autore dello studio. «Abbiamo scoperto che circa il 60 per cento delle nubi molecolari che abbiamo osservato aveva una struttura filamentosa con una larghezza di circa 0,3 anni luce, ma il restante 40 per cento aveva una forma “soffice”. Inoltre, la temperatura all’interno delle nubi molecolari filamentose era più alta di quella delle nubi molecolari soffici».
Non dunque imponenti cordoni di materia, piuttosto pesantissimo zucchero filato ricorderebbero le nubi indagate dagli scienziati. Che le hanno immortalate sfruttando la risoluzione sopraffina dell’interferometro Alma, localizzato in Cile, catturando l’emissione del monossido di carbonio. Ma tra tutte le galassie che avevano a disposizione, perché i ricercatori hanno scelto di studiare proprio la Piccola Nube di Magellano? Intanto perché si trova, come si diceva, “dietro casa”, nel senso che la sua prossimità alla Via Lattea ci consente di osservare nel dettaglio quel che accade al suo interno. Ma soprattutto perché è una galassia povera di metalli, ovvero di quegli elementi chimici più pesanti di idrogeno ed elio. Per fare un confronto, la Via Lattea è cinquanta volte più ricca di metalli rispetto alla sua piccola dirimpettaia. Questa caratteristica rende la Piccola Nube di Magellano analoga all’ambiente tipico che si registrava nella prima parte della storia cosmica, circa dieci miliardi di anni fa. Quando ancora non si erano avvicendate diverse generazioni di stelle, responsabili dell’arricchimento chimico del mezzo interstellare. Gli studiosi si sono dunque rivolti al vicino e al recente per cercare i dettagli dell’antico e dell’imponderabile.
La Piccola Nube di Magellano in un’immagine infrarossa del telescopio Herschel. I cerchi indicano le posizioni delle nubi molecolari osservate con Alma e ingrandite nei riquadri. Le strutture filamentose sono riquadrate in giallo mentre quelle soffici in blu. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), Tokuda et al., Esa/Herschel
«Nell’universo di oggi la nostra comprensione della formazione stellare è in fase di sviluppo, comprendere come le stelle si sono formate nell’universo più antico è ancora più difficile», continua Tokuda. «L’universo primordiale era molto diverso da oggi, e popolato principalmente da idrogeno ed elio. Gli elementi più pesanti si sono formati più tardi in stelle di grande massa. Non possiamo tornare indietro nel tempo per studiare la formazione stellare nell’universo primordiale, ma possiamo osservare zone dell’universo con ambienti simili all’universo primordiale».
Che implicazioni avrebbe la forma delle nubi sul processo di formazione stellare? Le nubi filamentose sembrerebbero maggiormente predisposte alla generazione di nuovi astri simili al Sole, spaccandosi in certi punti e generando decine e decine di stelle di piccola massa. Al contrario, queste stelle emergerebbero con maggiore difficoltà dalle strutture soffici. Sembrerebbe che queste strutture vaporose si formino a partire dalle prime a causa delle turbolenza iniettata dal gas che precipita sui filamenti in fase di raffreddamento, smussandone la forma. Negli ambienti ricchi di metalli, dunque, i filamenti di gas molecolare sembrerebbero favoriti, e dunque favorita sarebbe anche la nascita di sistemi planetari simili al Sistema solare.
Zoom su una nube molecolare filamentosa (sinistra) e su una soffice (destra). In entrambe le nubi si stanno formando stelle. La scala nell’immagine a sinistra indica le dimensioni di un anno luce. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), Tokuda et al.
«Questo studio indica che l’ambiente, ovvero un’adeguata disponibilità di elementi pesanti – i metalli –, è cruciale per il mantenimento di una struttura filamentosa e può svolgere un ruolo importante nella formazione di sistemi planetari», conclude Tokuda. «In futuro, sarà importante confrontare i nostri risultati con le osservazioni di nubi molecolari in ambienti ricchi di elementi pesanti, tra cui la Via Lattea. Questo tipo di studi dovrebbe fornire nuove informazioni sulla formazione e l’evoluzione temporale delle nubi molecolari e dell’universo.»
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “ALMA 0.1 pc View of Molecular Clouds Associated with High-mass Protostellar Systems in the Small Magellanic Cloud: Are Low-metallicity Clouds Filamentary or Not?” di Kazuki Tokuda, Yuri Kunitoshi, Sarolta Zahorecz, Kei E. I. Tanaka, Itsuki Murakoso, Naoto Harada, Masato I. N. Kobayashi, Tsuyoshi Inoue, Marta Sewiło, Ayu Konishi, Takashi Shimonishi, Yichen Zhang, Yasuo Fukui, Akiko Kawamura, Toshikazu Onishi e Masahiro N. Machida