È nata una stella

È opinione diffusa che a parte i grandi oggetti celesti come i pianeti, le stelle e gliaasteroidi, lo spazio esterno sia vuoto. In realtà, le galassie sono piene di qualcosa chiamato mezzo interstellare (ISM), cioè il materiale rarefatto costituito da gas e polvere che si trova tra le stelle all’interno di una galassia, e che “riempie” il vuoto. È importante notare che, nelle giuste condizioni, è dall’ISM che si formano le nuove stelle. Ora i ricercatori dell’Università della California San Diego, in collaborazione con un team internazionale, hanno pubblicato le loro scoperte, in un numero speciale di The Astrophysical Journal Letters dedicato al loro lavoro, utilizzando immagini avanzate ottenute grazieal telescopio spaziale James Webb (JWST) e al programma JWST Cycle 1 Treasury. “Con il JWST è possibile realizzare incredibili mappe delle galassie vicine ad altissima risoluzione che forniscono immagini incredibilmente dettagliate del mezzo interstellare”, ha dichiarato la professoressa di fisica Karin Sandstrom, principale ricercatrice del progetto. Sebbene JWST sia in grado di osservare galassie molto distanti, quelle studiate dal gruppo di Sandstrom sono relativamente vicine, a circa 30 milioni di anni luce di distanza, compresa anche la Galassia Fantasma. Nota anche come M74 o NGC 628, gli astronomi conoscono l’esistenza della Galassia Fantasma almeno dal XVIII secolo.

Gli IPA

Sandstrom, insieme agli altri ricercatori, si è concentrata su un componente specifico dell’ISM chiamato idrocarburo policiclico aromatico (IPA o PAH). Gli IPA sono piccole particelle di polvere – delle dimensioni di una molecola – ed è proprio la loro dimensione ridotta a renderli così preziosi per i ricercatori. Quando gli IPA assorbono un fotone da una stella, vibrano e producono caratteristiche di emissione che possono essere rilevate nello spettro elettromagnetico del medio infrarosso – cosa che in genere non accade con i grani di polvere più grandi dell’ISM. Le caratteristiche vibrazionali degli IPA consentono ai ricercatori di osservare molte caratteristiche importanti, tra cui le dimensioni, la ionizzazione e la struttura. Questo è un aspetto a cui Sandstrom si è interessatA fin dalla scuola di specializzazione. “Il telescopio spaziale Spitzer osservava il medio infrarosso ed è quello che ho usato nella mia tesi di dottorato. Da quando Spitzer è stato ritirato, non abbiamo avuto molto accesso allo spettro del medio infrarosso, ma JWST è incredibile”, ha dichiarato. “Spitzer aveva uno specchio di 0,8 metri; lo specchio di JWST è di 6,5 metri. È un telescopio enorme e ha strumenti straordinari. Ho aspettato a lungo questo momento”.

Anche se gli IPA non rappresentano una grande frazione della massa complessiva dell’ISM, sono importanti perché sono facilmente ionizzabili – un processo che può produrre fotoelettroni che riscaldano il resto del gas nell’ISM. Una migliore comprensione degli IPA porterà a una migliore comprensione della fisica dell’ISM e del suo funzionamento. Gli astrofisici sperano che JWST possa fornire una visione di come si formano gli IPA, come cambiano e come vengono distrutti. Poiché sono distribuiti in modo uniforme nell’ISM, permettono ai ricercatori di vedere non solo i PAH stessi, ma anche tutto ciò che li circonda. Le mappe precedenti, come quelle scattate da Spitzer, contenevano molti meno dettagli: sembravano essenzialmente degli ammassi. Con la chiarezza offerta da JWST, gli astrofisici possono ora vedere i filamenti di gas e persino le “bolle” soffiate dalle stelle di nuova formazione i cui intensi campi di radiazione, e le conseguenti supernove, fanno evaporare le nubi di gas che le circondano.

“Una delle cose che mi entusiasmano di più è che ora che abbiamo questo tracciante ad alta risoluzione dell’ISM, possiamo mappare ogni genere di cose, compresa la struttura del gas diffuso, che deve diventare più denso e molecolare perché avvenga la formazione stellare”, ha detto Sandstrom. “Possiamo anche mappare il gas che circonda le stelle appena formate, dove c’è un sacco di ‘feedback’, come ad esempio le esplosioni di supernova. Possiamo davvero vedere l’intero ciclo dell’ISM in modo molto dettagliato. Questi sono gli elementi fondamentali per sapere come si formano le stelle dalle galassie”.

 

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