mattoncini cosmici con bolla | Società Max Planck

La misteriosa nuvola vicino al centro galattico potrebbe essere più ricca di stelle giovani di quanto si pensasse in precedenza

Un gruppo di ricerca guidato dal Max Planck Institute for Astronomy ha trovato prove di un giovane ammasso stellare in una nuvola nota come Brick. Questa nube vicino al centro galattico è sembrata finora insolitamente tranquilla in termini di formazione stellare. La nuova scoperta risulta da una struttura parziale ad arco, le cui caratteristiche corrispondono ad una struttura in espansione. Gli autori lo collegano a una bolla di gas caldo creata dai venti di una stella giovane e massiccia. Poiché le stelle massicce si formano raramente in isolamento, la bolla potrebbe indicare la presenza di un giovane ammasso stellare che copre diverse centinaia di masse solari.

Le stelle si formano all’interno di regioni dense in nubi di gas e polvere. In generale, se la nuvola è abbastanza densa, ad un certo punto appariranno delle stelle. Tuttavia, questa regola generale non sembra applicarsi interamente all’area intorno al centro della Via Lattea. Zona molecolare centrale (CMZ, inglese per regione molecolare centrale), un complesso di gas da 1.000 a 2.000 anni luce di diametro attorno al centro galattico, contenente alcune delle nubi di gas più dense e più grandi conosciute della Via Lattea. A parte alcuni ammassi stellari eccezionalmente massicci, molte di queste nuvole mostrano sorprendentemente poche prove di una diffusa attività di formazione stellare.

Per indagare su questa apparente discrepanza, un team guidato da Jonathan Henshaw del Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) di Heidelberg ha esaminato una delle nuvole più misteriose della CMZ, il cosiddetto “mattone”. È famoso per la sua alta densità e massa equivalente a circa 100.000 soli. Tuttavia, sembra produrre relativamente poche stelle.

“Quando si esamina il movimento del gas nei mattoni, spicca un componente in particolare”, afferma Henshaw. È l’autore principale dell’articolo principale, che appare in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society è stato pubblicato. “Questa infrastruttura, che è limitata a un intervallo di velocità ristretto, è come un arco a forma di mezzaluna”, aggiunge il ricercatore.

Tali archi sono stati scoperti in regioni di formazione stellare massiccia e possono rappresentare materiale trasportato dall’involucro di gas in espansione. Le stelle massicce danno energia e slancio all’ambiente circostante, che funge da forza trainante per l’espansione. Sulla base di questa ipotesi, il gruppo di ricerca ha determinato che il diametro dell’involucro è di 8,5 anni luce e una velocità di espansione di circa cinque chilometri al secondo. Tracciando questo movimento alla sua origine, gli astronomi hanno datato l’inizio dell’espansione a poche centinaia di migliaia di anni fa. Date le tipiche scale temporali dei fenomeni cosmici, questo è solo un battito di ciglia.

È interessante notare che Jonathan Henshaw e colleghi hanno anche scoperto che le emissioni di gas ionizzato coincidono con la cavità all’interno dell’arco. Questo gas, che è stato rilevato tramite emissione radio, ha una velocità che corrisponde al movimento dell’arco, indicando una relazione diretta tra gas molecolari ionizzati caldi e freddi.

“Abbiamo esaminato diversi scenari potenziali per l’espansione dell’involucro che forma l’arco”, continua Henshaw, “quando abbiamo confrontato le previsioni teoriche con le nostre osservazioni, abbiamo scoperto che venti provenienti da una stella pari a circa 20 volte la massa del Sole rischiano di essere il meccanismo dominante”.

In generale, la spiegazione più probabile finora per l’origine dell’arco è l’idea di una bolla in espansione di gas caldo spinta dal vento da una stella massiccia che si è formata all’interno dei mattoni. Questo risultato mette i mattoni apparentemente inerti sotto una luce completamente nuova. Le stelle massicce raramente sorgono isolate. Di solito è un segno di un intero gruppo di giovani stelle di massa diversa. Se questo è il caso del modulo build, potresti essere più attivo di quanto si pensasse in precedenza.

Per stimare la massa del sospetto gruppo di stelle, gli astronomi hanno simulato 10.000 ammassi stellari. L’analisi statistica di quegli ammassi in cui le stelle più grandi hanno una massa da 16 a 20 volte la massa del Sole indica un intervallo di masse compreso tra 400 e 700 masse solari. Gli autori dell’articolo di ricerca principale hanno anche mostrato che con gli strumenti attualmente disponibili, tali ammassi potrebbero essere facilmente nascosti nella miscela di molte stelle osservate verso il centro galattico e da gas e polvere che interferiscono su queste stelle.

Per conoscere meglio le stelle all’interno dei mattoni, gli astronomi sperano di acquisire il James Webb Space Telescope, che dovrebbe essere lanciato nello spazio nel 2021. I suoi risultati ti aiuteranno a identificare gli ammassi di stelle nei mattoni e possibilmente a trovare la ragione della formazione dell’arco.

Informazioni di base

Il team è composto da JD Henshaw (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany [MPIA]), M.R. Krumholz (MPIA; Australian National University, Canberra, Australia; ARC Center of Excellence for Astronomy in Three Dimensions, Canberra, Australia; ZAH, University of Heidelberg, Deutschland), NU Butterfield (Villanova University, USA), c. Dublin Institute for Advanced Study, Irlanda), prof. Ginsburg (Università della Florida, Gainesville, USA [UFL]), TJ Haworth (Queen Mary University of London, UK), F. Nogueras-Lara (MPIA), AT Barnes (Universität Bonn, Deutschland), SN Longmore (University of Liverpool John Moores, UK), J. Bally (University of Colorado, USA), JMD Kruijssen (ARI, Universität Heidelberg, Deutschland), EAC Mills (University of Kansas, Lawrence, USA), H. Beuther (MPIA), DL Walker (University of Connecticut, Storrs, USA) [UCONN]), C. Battersby (UCONN), A. Bulatek (UFL), T. Henning (MPIA) e J. Ott (Osservatorio nazionale per la radioastronomia, Socorro, USA; New Mexico Institute of Mining and Technology, Socorro, USA ) e JD Soler (MPIA; Istituto di Astrofisica e Scienze Planetarie, Istituto Nazionale di Astrofisica, Roma, Italia).

MN