Due protostelle nella prima fase di formazione individuate nella nube molecolare dell’Ofiuco

Le protostelle in IRAS 16293-2422 A
Un articolo accettato per la pubblicazione sulla rivista “The Astrophysical Journal” riporta osservazioni di una coppia di protostelle in un sistema in fase di formazione catalogato come IRAS 16293-2422 A. Un team di ricercatori del gruppo di astrochimica del Max Planck Institut für extraterrestrische Physik (MPE) a Monaco di Baviera, in Germania, ha usato il radiotelescopio ALMA per studiare le due protostelle, catalogate come A1 e A2, dato che è in grado di rilevare le emissioni non filtrate dai materiali che le circondano formando anche i dischi circumstellari da cui in futuro potrebbero nascere pianeti. Le due protostelle sono nella fase iniziale della loro formazione e sono ancora circondate dalla nube molecolare che costituisce la fonte del gas e delle polveri che le stanno formando.

Nella nube molecolare dell’Ofiuco gli atomi di idrogeno hanno raggiunto livelli di temperatura e densità tali da combinarsi in molecole, di conseguenza vi sono le condizioni perché avvengano processi di formazione stellare, che ha un notevole ritmo. Per questo motivo gli astronomi stanno studiando varie aree al suo interno dove ci sono stelle giovani o ancora in fase di formazione.

Gli studi possono essere difficili soprattutto nel caso delle protostelle, che sono circondate da dischi di gas e polveri, ancor di più quando appartengono alla cosiddetta classe 0, cioè la prima fase della loro formazione, e sono cirondate anche dalla nube molecolare in cui si stanno formando. Gas e polveri bloccano molte lunghezze d’onda elettromagnetiche perciò è necessario usare strumenti in grado di rilevare quelle che passano attraverso quei gas e polveri. Il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), inaugurato nel marzo 2013, con la sua potenza e sensibilità, è perfetto per questo tipo di studio. Nel caso del sistema catalogato come IRAS 16293-2422 A, non era chiaro cosa contenesse ma ALMA ha permesso ai ricercatori di stabilire che si tratta di due protostelle, catalogate come A1 e A2.

L’immagine in alto (Cortesia MPE. Tutti i diritti riservati) mostra una vista del sistema binario in fase di formazione confrontato con le dimensioni del sistema solare. La distanza tra A1 e A2 è vicina al diametro dell’orbita del pianeta nano Plutone. Il disco attorno ad A1 ha un diametro vicino a quello della cintura di asteroidi tra Marte e Giove. Il disco attorno ad A2 ha un diametro vicino a quello dell’orbita del pianeta Saturno.

L’immagine in basso (Cortesia MPE; sfondo: ESO/Digitized Sky Survey 2; Davide De Martin. Tutti i diritti riservati) mostra un ingrandimento nella nube molecolare dell’Ofiuco che evidenzia il sistema IRAS 16293-2422 con un’altra protostella catalogata come B nell’angolo in alto a destra e le protostelle A1 e A2 in basso a sinistra. Il sistema binario in formazione è mostrato nel pannello in basso a destra che riproduce l’immagine in alto.

La possibilità di rilevare le emissioni radio alla lunghezza d’onda di 3 millimetri da parte del radiotelescopio ALMA ha permesso di ottenere immagini delle protostelle con i loro dischi circumstellari e molto altro. L’osservazione delle righe spettrali di molecole organiche che si sono formate nel gas che circonda le due protostelle ha permesso di tracciarne il movimento. Ciò è stato utilissimo per stimare la massa delle protostelle e per confermare che esiste un vincolo gravitazionale tra di esse e che quindi si tratta di un sistema binario a tutti gli effetti.

I dati indicano che le protostelle hanno una massa di circa 0,8 volte quella del Sole per A1 e 1,4 volte per A2. Esse stanno ancora accumulando gas e polveri dalla nube molecolare e dai rispettivi dischi circumstellari e alla fine di questo processo saranno più massicce del Sole. La massa finale dipende da vari fattori ma probabilmente quando le due protostelle entreranno nella sequenza principale in cui trascorreranno la maggior parte della loro vita avranno masse stimate tra 1,5 e 2 volte quella del Sole.

Le protostelle di classe 0 come A1 e A2 hanno un’età attorno ai 100.000 anni, un battito di ciglia in termini astronomici. Il loro studio permetterà di esaminare i processi di formazione stellare e anche i loro dischi circumstellari dovrebbero continuare ad accumulare materiali per molto tempo. È possibile che in futuro diventino dischi protoplanetari e da essi possano formarsi pianeti con altri processi che verranno studiati.

La nube molecolare dell'Ofiuco con le protostelle

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