Una nube molecolare gigante in cui si stanno formando stelle massicce studiata con il telescopio volante SOFIA

Il telescopio volante SOFIA è stato usato per studiare una nube molecolare gigante che costituisce un’area di formazione stellare catalogata come W51 allo scopo di analizzare le stelle neonate o ancora in formazione al suo interno. I ricercatori hanno combinato le osservazioni compiute con SOFIA con quelle effettuate nel corso del tempo con i telescopi spaziali Spitzer e Herschel della NASA per ottenere informazioni più complete su quelle stelle. C’era un particolare interesse su quelle massicce e una sembra davvero enorme, con una massa stimata a circa cento volte quella del Sole. Se quella stima verrà confermata da osservazioni mirate si tratta di una delle più massicce stelle in formazione nella Via Lattea.

La nube molecolare gigante W51 è relativamente vicina in termini astronomici essendo distante quasi 17.000 anni luce dalla Terra. Si tratta infatti di una delle nubi molecolare più vicine alla Terra, un motivo per cui è stata l’oggetto di tanti studi nel corso del tempo con l’impiego di una serie di strumenti adatti a rilevare l’attività di formazione stellare che avviene al suo interno. La grande quantità di gas, soprattutto idrogeno, che compone W51 blocca molte frequenze elettromagnetiche perciò è necessario usare strumenti in grado di captare quelle che passano attraverso gas e polvere come le onde radio, i raggi X e gli infrarossi.

Vari radiotelescopi sono stati usati per rilevare le onde radio provenienti dalla nube molecolare W51 mentre l’osservatorio per i raggi X Chandra della NASA ha rilevato i raggi X scoprendo circa 600 giovani stelle. Rilevazioni delle emissioni infrarosse sono state compiute con i telescopi spaziali Spitzer e Herschel della NASA e più recentemente con il telescopio volante SOFIA. In particolare, la macchina fotografica agli infrarossi Faint Object infraRed CAmera for the SOFIA Telescope (FORCAST) ha permesso di studiare massicce stelle neonate all’interno di W51.

SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) è un progetto della NASA e della DLR, l’agenzia spaziale tedesca, che usa un Boeing 747SP modificato per permettere l’uso di un telescopio di 2,5 metri di diametro. Questo telescopio volante è specializzato nell’astronomia infrarossa grazie al fatto che alle altitudini a cui vola, tra i 12 e i 14 chilometri, c’è molto meno vapore acqueo ad assorbire quel tipo di luce.

Lo scopo di questo studio, come quello di altri della nube molecolare W51, è quello di capire meglio i processi che portano alla nascita di stelle massicce. Esse rappresentano meno dell’1% del totale delle stelle perciò i casi conosciuti di giovani stelle massicce in formazione nella Via Lattea sono rari. W51 è perfetta per questo tipo di ricerca perché la grande quantità di idrogeno che contiene favorisce la nascita di stelle massicce, al punto che vari ammassi stellari al suo interno si sono appena formati o sono in fase di formazione e contengono stelle massicce.

Nell’immagine in alto (NASA/SOFIA/Lim and De Buizer et al. and Sloan Digital Sky Survey) la stella più vecchia nella nube molecolare W51 è mostrata in alto a sinistra, in mezzo a una bolla giallastra. Le generazioni più recenti possono essere trovate tipicamente in aree vicine al centro della figura, vicino alla sfera più brillante appena alla sinistra dell’area centrale. Sullo sfondo c’è un campo stellato preso dalla Sloan Digital Sky Survey.

Anche mettendo assieme i dati raccolti da diversi telescopi è necessario analizzare i risultati con cura. Ad esempio, dalla combinazione di quelli di SOFIA, Spitzer e Herschel risulta che una stella all’interno della nube molecolare W51 abbia una massa attorno a 100 volte quella del Sole. Non è impossibile perché stelle ancor più massicce sono conosciute ma si tratta di un caso eccezionale perciò merita ulteriori osservazioni per capire se effettivamente si tratti di un’unica stella super-gigante o se si tratti di più sorelle talmente vicine da sembrare un oggetto unico.

Le emissioni elettromagnetiche provenienti dalle giovani stelle massicce nella nube molecolare W51 sono molto intense e possono avere una notevole influenza sull’area circostante, ad esempio ionizzando il gas. Si tratta di un ambiente ostile dove nessuna forma di vita simile a quelle terrestri potrebbe nascere e comunque quelle stelle consumano il loro idrogeno a velocità elevatissima perciò hanno una vita di non più di qualche decina di milioni di anni. Sono anche le stelle in cui si forma la maggior parte degli elementi più pesanti di idrogeno ed elio, i quali vengono sparsi per lo spazio interstellare dopo che sono esplose in supernove. Ciò significa che sono allo stesso tempo ostili alla vita come la conosciamo eppure indispensabili per produrre gli elementi necessari alla formazione degli organismi viventi.

La nube molecolare W51 vista dai telescopi spaziali Chandra (in blu) e Spitzer (giallo-arancio) (Immagine X-ray: NASA/CXC/PSU/L.Townsley et al; Infrared: NASA/JPL-Caltech)
La nube molecolare W51 vista dai telescopi spaziali Chandra (in blu) e Spitzer (giallo-arancio) (Immagine X-ray: NASA/CXC/PSU/L.Townsley et al; Infrared: NASA/JPL-Caltech)

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