Categorie: Nascita e presequenza
Tags: disco di polvere e gas getti polari nascita stellare
Scritto da: Vincenzo Zappalà
Commenti:15
Una nascita in tempo reale *
Spesso le notizie astronomiche hanno un’importanza che va oltre il fenomeno stesso che stanno analizzando. Possono, in realtà, indicare chiaramente una vera rivoluzione in atto nell’astrofisica odierna. Basta saper leggere tra le righe e lasciarsi trasportare dalle emozioni. Come diceva il grande Battisti: “Tu chiamale, se vuoi, emozioni…”.
Il miglioramento delle tecniche osservative ha ormai innescato una rivoluzione fondamentale nello studio del Cosmo, che sta passando un po’ sottotono. Ed è un peccato… Stiamo, infatti, vivendo un momento storico nello studio dei fenomeni celesti e nemmeno ce ne accorgiamo (c’era una bellissima canzone di Jannacci e Dario Fo in cui si parlava proprio di un evento sconvolgente, in cui un semplice prete aveva sfidato un alto prelato, e i soliti curiosi accorsi numerosi nemmeno se ne accorsero… “Prete Liprando e il giudizio di Dio”… cercate di recuperarla!).
Normalmente si dice che i processi che avvengono nell’Universo sono troppo lunghi per il nostro tempo così limitato. L’unica speranza è appoggiarsi alla lentezza della velocità della luce e vedere le varie fasi di uno stesso fenomeno in luoghi diversi, la cui differente distanza ci permette di studiarne l’evoluzione temporale. Tutto bellissimo, anche se rimane un problema di fondo: nessuno ci assicura che oggetti a prima vista simili si comportino veramente allo stesso modo! E’ un po’ come se guardassimo la nascita di un bimbo, l’adolescenza di un altro essere umano , la maturità di un altro ancora, così come l’addio terreno. Costruiremmo una vita “media”, ma del tutto ipotetica e non realistica. La cosa migliore sarebbe sicuramente seguire la vita completa di un solo essere umano.
Per le stelle sembrava che ben poco si potesse fare se non aspettare al varco le varie fasi evolutive di oggetti diversi e poi fare una sintesi statistica. E, invece, le cose stanno cambiando lentamente, ma drasticamente. Ovviamente ci sono fasi evolutive (permanenza nel ramo principale del diagramma HR e molto altro) ancora troppo lunghe per noi, che solo un colpo di fortuna “pazzesco” potrebbe farci vedere al loro inizio o alla loro fine.
Tuttavia, la sempre più raffinata capacità di guardare i particolari di un numero sempre più grande di oggetti celesti comincia a regalarci “filmati” in tempo reale. Ciò che una volta sembrava una situazione statica, oggi diventa sempre più analizzabile nei dettagli e assume una dinamicità perfettamente rilevabile. I casi sono stati tanti e ne abbiamo anche parlato spesso. Oggi ne citiamo uno che è veramente indicativo e si riferisce a una delle fasi più interessanti e, in qualche modo, ancora ricca di misteri: la nascita di una stella.
I primi vagiti di una stella sono estremamente importanti per capire i processi successivi che caratterizzeranno stelle di diversa massa. Ad esempio, si pensa che stelle molto grandi lancino urla di materiale ionizzato un po’ ovunque, mentre quelle più piccole le indirizzino solo in certe direzioni. In parole molto povere, la concentrazione dei getti di materia in direzioni peculiari (polari) dipende essenzialmente dalla formazione di un disco equatoriale che “bloccherebbe” e/o rallenterebbe di molto, con la sua alta densità di gas e polvere, l’emissione delle particelle molto energetiche.
Sarebbe molto bello vedere in diretta questa fase che non è in realtà molto lontana, come tempi di durata, dalla vita umana. Basterebbe avere occhi molto acuti. E oggi li abbiamo. Uno di questi è senz’altro il VLA del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) americano.
La stella in questione è la W75N(B)-VLA 2, una quasi-stella a circa 4200 anni luce dalla Terra. Essa era stata osservata all’inizio della storia lavorativa del VLA, nel 1996, e mostrava una regione sferica e compatta di gas caldo ionizzato espulso dalla giovane creatura appena nata.
Un’osservazione ripetuta nel 2014 mostra, invece, in modo inequivocabile, una struttura allungata, quella tipica di due getti che si lanciano in direzione opposta. Non è difficile concludere che si è assistito alla formazione del disco spesso equatoriale e, soprattutto, alla sua azione di disturbo al vagito stellare. In realtà, il disco non può vedersi, ma basta e avanza la materia ionizzata che si lancia verso lo spazio.
Tutto ciò è stato possibile in un periodo di 18 anni soltanto. Un successo enorme che meriterebbe una divulgazione ben più ampia di quanto -penso- si farà (se non c’è materia oscura o multiversi o stringhe per scarpe cosmiche sembra che non si faccia notizia).
Molto importante è anche il fatto che la stella, analizzata così bene nella sua infanzia, ha una massa di circa otto volte quella del Sole. Un tassello in più per perfezionare i modelli teorici di evoluzione stellare.
Permettetemi di tornare al nocciolo della news. Non è tanto il miglioramento della conoscenza sulle prime fasi stellari che mi commuove, quanto la possibilità di vedere in tempo reale la crescita di un singolo bambino celeste, come so fosse un nostro vero figlio…
Beh… forse sono un romantico, ma non posso fare a meno di sentire un brivido di emozione e di gioia.
La figura sottostante mostra ciò che si è osservato, mentre quella successiva descrive, con una visione artistica, quello che è successo.
Articolo originale QUI
NEWS!! Le visioni “in diretta” non finiscono qui…
15 commenti
E' stupendo caro Enzo, finalmente assistiamo ad un vero parto cosmico, è meraviglioso.
Fantastico
Purtroppo i media italiani non si sono accorti che due dei ricercatori del team sono italiani, Gabriele Surcis e Ciriaco Goddi.
Saluti
caro Anonimo (?!),
il fatto è che lavorano all'estero e allora il nazionalismo si spegne...
Caro Vincenzo,Auguro a te e alla tua famiglia una buona Pasqua,specialmente a tua figlia. E ne approfittto per fare gli Auguri anche agli amici dell'infinito teatro del cosmo.
Gianni Bolzonella
“
Einstein credeva in Dio, non ne negava l'esistenza. Un giorno che discutevamo proprio di questo, lui alzò una mano, la frappose fra la lampada e il tavolo e mi disse: "Vedi? Quando la materia si manifesta, proietta un'ombra scura, perché è materia. Dio è puro spirito e dunque quando si materializza non può manifestarsi se non attraverso la luce. La luce non è altro se non l'ombra di Dio"
“
Ho scoperto una tremenda legge che lega il colore verde, la quinta musicale ed il calore. Ho perduto la gioia di vivere. La potenza mi fa paura. Non scriverò più nulla!
„
Gustavo Rol
P.S. Scusate questa divagazione, siamo nel periodo Pasquale saluti a tutti.
Complimenti per il tuo di articolo! Leggendolo ho riprovato i brividi che tu descrivi mentre realizzavamo cosa stavamo osservando. La cosa incredibile é che grazie ai maser dell'acqua e del metanolo ci siamo resi conto che il campo magnetico attorno a questa protostella si é allineato con quello dell'intera regione trascinando con se il getto di materia (e questa rotazione l'abbiamo osservata tra il 2005 e il 2012). Questo indica che il campo magnetico é particolarmente importante anche nella formazione di stelle di alta massa (cosa mai pensata prima).
In effetti dispiace un po' che i media italiani non abbiano trattato a dovere questa notizia, ma come dici tu siamo all'estero e non si preoccupano di noi che invece fieramente abbiamo il tricolore sulla scrivania per non dimenticare da dove arriviamo.
Tornando alla stella, abbiamo già numerose osservazioni pianificate per i prossimi 6 anni (per il momento) e avremo un occhio di riguardo per questo stupendo bebè.
Saluti e Buona Pasqua,
Gabriele
caro Gabriele,
Le tue emozioni mi fanno capire che chi fa vera Scienza non può mai farne a meno. Tutto il resto diventa solo... noia.
tu non sai il piacere che mi hai fatto nel commentare su questo piccolo blog senza pretese se non quelle di divulgare le meraviglie del Cosmo!
Grazie anche per le notizie "in più". Seguiamo con calore questa nascita stellare che si fa studiare anno dopo anno e se vorrai darci qualche "primizia" ne saremo MOLTO onorati!
Buona Pasqua anche a te e tantissimi auguri per il tuo, sicuramente roseo, futuro nel campo della ricerca e non solo (chi sa ancora emozionarsi per la Natura è prima di tutto un vero Uomo).
A presto e salutami la piccolina (che non mangi troppo....)...
18 anni nella vita di una stella sono davvero un attimo..... eppure in un così breve istante (per la stella, ovviamente) si nota una così grossa "mutazione"
.
Nell'articolo parli di formazione di disco equatoriale che "blocca" , "contiene" in quella direzione ed "indirizza" i getti di materia verso i poli della stella.
Gabriele Surcis (davvero una bella sorpresa trovare tra i commenti quella di uno degli autori di questa ricerca
) indica l'importanza del campo magnetico in questo processo..... potresti spiegare meglio questa importanza e interazione?
Inoltre presumo che si stia tenendo sotto osservazione anche altre protostelle, oppure no?
Paolo
Ciao Paolo,
con molto piacere. Devo fare però una piccola premessa.
Le stelle di piccola massa si formano dal collasso di una nube di gas. Una volta che il nucleo della protostella si è formato la materiale che ruota attorno ad essa inizia ad accrescere su di essa; in questa fase si osserva il cosiddetto disco di accrescimento che circonda la protostella e un getto bipolare di materia che fuoriesce dal sistema portandosi con sè del momento angolare (che spiega il perché le stelle ruotano molto piú lentamente rispetto alle loro progenitrici). Nel processo di formazione di queste piccole stelle (masse8 masse solari) gli astrofisici hanno immediatamente pensato che il processo di formazione fosse lo stesso ma su più grande scala. Però sorgeva un problema enorme dovuto alle alte masse ed energie coinvolte. Questo problema va sotto il nome di "radiative problem"; ma in cosa consiste? Supponi che il processo sia simile a quello delle stelle di piccola massa. Hai il nucleo della neonata protostella al centro e la materia nel disco che accresce su di essa. Appena la protostella raggiunge una massa simile a quella del Sole le reazioni nucleari iniziano al suo interno e producono un vento di radiazioni che impatta sulla materia che accresce, fino a fermarla. Ma a quel punto la protostella non "ingrassa" più e rimane ferma a qualche massa solare; quindi sembra impossibile che il processo di formazione avvenga nello stesso modo delle stelle massive. Questo problema ha afflitto i teorici per parecchio tempo, fino a portarli a pensare ai modelli più disparati (e disperati aggiungerei io
). Ma allora come si formano queste stelle massive? Fino a qualche tempo fa i teorici non includevano i campi magnetici nei loro calcoli per il semplice fatto che le stelle di alta massa non presentano motti convettivi al loro interno, quindi niente movimento di particelle cariche = niente campo magnetico. A un certo punto i teorici hanno pensato di inserire i campi magnetici e vedere cosa sarebbe successo. Nel 2007 è stato mostrato tramite simulazioni al computer che il campo magnetico generava dei getti di materia (lungo le proprie linee di campo) molto prima di quanto ci si aspettasse. Questi "early jet" sono in grado di produrre delle cavità attraverso il quale la radiazione prodotta dalla protostella può essere espulsa (come una valvola di sfogo). A quel punto si è iniziato ad ottenere stelle di massa 20-30 volte quella del Sole. Ma tutto a livello teorico e nessuna osservazione (almeno nelle prossimità delle protostelle; con prossimità intendo qualche decina di unità astronomiche da essa). Tutto fino a quando abbiamo iniziato a studiare l'emissione polarizzata dei maser (come i laser, ma invece di amplificare la luce amplificano le microonde) astronomici (scoperti negli anni 60 circa; puoi trovare qualcosa su wikipedia). Questi si trovano particolarmente vicini alla protostella (10-100 au) e consentono di misurare sia la morfologia che l'intensità del campo magnetico.
Nel caso di W75N(B)-VLA2 siamo stati in grado di fare queste misurazioni nel 2005 e nel 2012 mostrando che il campo magnetico ha ruotato, o meglio che il getto di materiale ha ruotato seguendo l'orientazione del campo magnetico presente nella nube. Quindi abbiamo osservato per la prima volta quello che i teorici avevano trovato. La cosa sorprendente é che il getto sembra proprio un "early jet"! Il risultato di Science ci consente con certezza di dire che quello che osserviamo è un getto di materiale (cosa di cui non eravamo sicuri, almeno scientificamente).
Sono decine e decine le protostelle di alta massa che si stanno monitorando, ma nessuna ha mostrato un cambiamento così repentino, quindi diciamo che è unica. Personalmente sto misurando il campo magnetico attorno a una trentina di protostelle usando i maser del metanolo (al momento siamo in 3-4 in tutto il mondo che facciamo questo tipo di ricerca) e spero un giorno di trovare un caso simile.
Ciao a tutti.
Gabriele
Grazie mille Gabriele, sei stato chiarissimo
Grazie anche per la tua preziosa ricerca e per il risultato ottenuto che ha regalato a tutti noi un pizzico di conoscenza in più.
Paolo
Ci deve essere stato un problema con i simboli di maggiore e minore
. Al punto
"Nel processo di formazione di queste piccole stelle (masse8 masse solari) [...]"
va sostituito
"Nel processo di formazione di queste piccole stelle (masse minori di 8 masse solari) il campo magnetico aiuta sia l'accrescimento che la creazione dei getti e quindi aiuta ad espellere il momento angolare.
Per la formazione di stelle di grande massa (massa maggiore di 8 masse solari) gli astrofisici hanno immediatamente pensato che il processo di formazione fosse lo stesso ma su più grande scala."
scusate
Gabriele
Grazie Gabriele,
avere in anteprima risultati e pianificazione futura è veramente un onore e un piacere per la voglia di conoscenza che serpeggia in questo... circolo!
Ricordati che la porta è sempre aperta e la tua chiarezza divulgativa un vero toccasana! Speriamo tutti di risentirti presto!!
caro Paolo,
qualcosa di collegato a ciò che ha spiegato ottimamente Gabriele l'avevamo "toccato ", in qualche modo, in questo articolo
http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2015/03/31/come-regolare-e-distribuire-le-nascite-ci-pensa-il-campo-magnetico/
I campi magnetici stanno acquistando un'importanza veramente innovativa!
Ho letto solo ora l'articolo di Enzo e le preziose informazioni che ci ha fornito Gabriele sulle nascite stellari, dalle cui parole traspare un'ammirazione incondizionata per le meraviglie del Cosmo ed anche la voglia e la passione di renderle comprensibili a tutti.
Grazie grazie grazie!