Oltre 300 protostelle con dischi protoplanetari studiate nel Complesso di Orione

Protostelle nel Complesso di Orione
Due articoli – disponibili qui e qui – pubblicati sulla rivista “The Astrophysical Journal” riportano lo studio di un totale di oltre 300 protostelle dotate di dischi protoplanetari nel Complesso di Orione, un insieme di nubi molecolari che costituiscono perfette culle per la nascita di nuove stelle. Un team di ricercatori guidato da John Tobin del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) ha usato i dati raccolti dai radiotelescopi VLA e ALMA nel corso dell’indagine VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity (VANDAM) per identificare le quattro protostelle più giovani nel Complesso di Orione. Un team ampliato con l’aggiunta di altri ricercatori ha indagato su 328 protostelle identificate in quelle nubi molecolari.

La luce delle protostelle è ancora fioca e in parte oscurata dalla presenza di grandi quantità di polveri e gas non solo nel disco protoplanetario che le circonda ma anche nella culla in cui stanno nascendo. Si tratta di nubi molecolari che possono essere molto dense, rendendo difficili le osservazioni al loro interno. Servono radiotelescopi sensibili per rilevare le emissioni elettromagnetiche alle lunghezze d’onda che passano attraverso quelle nubi e l’indagine VANDAM si è basata su due dei più potenti: Very Large Array (VLA) e Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), inaugurato nel marzo 2013. John Tobin ha spiegato che ALMA può esaminare i materiali polverosi attorno alle protostelle in modo dettagliato mentre le immagini di VLA a lunghezze d’onda più lunghe sono essenziali per comprendere le strutture interne delle protostelle più giovani a una scala più piccola del nostro sistema solare.

Nel corso degli anni questi e altri radiotelescopi hanno già identificato protostelle e stelle che dal punto di vista astronomico hanno appena cominciato la loro vita circondate da dischi protoplanetari ma l’indagine VANDAM è stata condotta su una quantità notevole di protostelle. Il Complesso di Orione, o più precisamente il Complesso nebuloso molecolare di Orione, è perfetto per questo tipo di indagine perché si tratta di una delle regioni più attive per quanto riguarda la formazione stellare. Ci sono ricerche che si concentrano su una sola delle varie nubi molecolari presenti al suo interno, l’indagine VANDAM è più generale. Lo scopo è sempre quello di migliorare le nostre conoscenze dei meccanismi che portano alla nascita delle stelle e dei pianeti.

L’immagine in alto (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; Herschel/ESA) mostra il Complesso di Orione con le posizioni delle protostelle studiate nell’indagine VANDAM indicate con i punti gialli e nove protostelle nei riquadri viste da ALMA (in blu) e VLA (in arancione).

L’immagine in basso (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), N. Karnath; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton and S. Dagnello) mostra un percorso proposto (fila superiore) per la formazione di protostelle, basato su quattro giovanissime protostelle (fila inferiore) osservati da VLA (arancione) e ALMA (blu). Il passaggio 1 rappresenta il frammento di gas e polvere che collassa. Nel passaggio 2, una regione opaca inizia a formarsi nella nube. Nella fase 3, un nucleo idrostatico inizia a formarsi a causa di un aumento della pressione e della temperatura, circondato da una struttura simile a un disco e l’inizio di un deflusso. Il passaggio 4 descrive la formazione di una protostella di classe 0, la più giovane, all’interno della regione opaca, che può avere un disco supportato dalla rotazione e deflussi più definiti. Il passaggio 5 è una tipica protostella di classe 0 con deflussi che hanno sfondato l’involucro (rendendolo otticamente visibile), un disco che si sta attivamente accumulando e supportato a rotazione. Nella riga inferiore, i contorni bianchi sono i deflussi di protostella visti con ALMA.

L’indagine VANDAM e i possibili studi mirati che potranno essere compiuti in futuro sulle protostelle del Complesso di Orione aiuteranno a capire se il percorso proposto per la loro formazione sia corretto. Sarà anche possibile confrontare i loro dischi protoplanetari con altri, spesso più vecchi, già studiati in passato anche con il radiotelescopio ALMA.

Uno dei risultati già ottenuti è la scoperta che i dischi protoplanetari molto giovani hanno dimensioni simili a quelli più vecchi ma mediamente sono molto più massicci. Ciò ha senso pensando che col tempo la protostella cresce assorbendo una parte di quei materiali. La quantità di materiali disponibile nelle prime fasi della nascita di un sistema stellare suggeriscono che almeno i pianeti più grandi comincino a formarsi attorno a stelle neonate.

Quattro tra le oltre trecento protostelle studiate nel corso di quest’indagine sono state considerate interessanti al punto da meritare un articolo a parte. Esse hanno un aspetto molto irregolare, un grumo di materiali che suggerisce che siano in uno dei primissimi stadi di formazione, forse perfino precedenti a quello di un’effettiva protostella. Insomma, gli astronomi stanno davvero vedendo l’inizio della storia di future stelle e di possibili futuri sistemi stellari.

Possibile percorso di formazione di protostelle

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