La danza gravitazionale di giganti neonati sotto lo sguardo di ALMA

Autore: Uliana S

La danza gravitazionale di giganti neonati sotto lo sguardo di ALMA-1
Immagine del sistema binario centrale IRAS 07299−1651 ottenuta con il telescopio ALMA. Fonte: NASA, ESA, CSA, STScI, J. De Pascuale (STScI), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Y. Zhang.

In una remota regione di formazione stellare, IRAS 07299−1651, a circa 5500 anni luce dalla Terra, si sta svolgendo una scena che gli astronomi non riescono quasi mai a vedere con i propri occhi. Due protostelle massicce — astri non ancora del tutto formati che accumulano attivamente massa dal gas e dalla polvere circostanti — orbitano l'una attorno all'altra. La loro massa combinata raggiunge già almeno 18 masse solari, e la distanza tra loro è attualmente di circa 200 unità astronomiche. E tutto questo sta accadendo proprio ora, sotto i nostri occhi, se consideriamo le scale cosmiche.

Un gruppo internazionale di ricercatori guidato da Yichen Zhang dell'Università Jiao Tong di Shanghai ha monitorato questa coppia per quasi otto anni utilizzando il radiointerferometro ALMA. Hanno registrato i minimi spostamenti delle posizioni delle stelle nel cielo. Ai dati di ALMA sono state aggiunte le osservazioni del Very Large Array, le immagini a infrarossi del telescopio «James Webb» e il Very Large Telescope. Di conseguenza, è stato possibile ricostruire un quadro tridimensionale completo del sistema: l'orbita, l'orientamento dei dischi di gas attorno a ciascuna stella e la direzione dei getti che ne scaturiscono.

Il quadro si è rivelato molto diverso da quello atteso. L'orbita è risultata fortemente allungata, quasi parabolica. I dischi attorno alle due protostelle sono fortemente inclinati l'uno rispetto all'altro e rispetto al piano orbitale. Se le stelle fossero nate insieme da un unico grande disco rotante, come suggerisce lo scenario classico della frammentazione, le loro rotazioni e i loro dischi avrebbero dovuto essere approssimativamente coassiali. Qui, invece, tutto appare caotico ed «estraneo».

I ricercatori hanno concluso che i due oggetti hanno iniziato a formarsi in modo indipendente, in nuclei densi separati di una nube molecolare. Successivamente è avvenuto un ravvicinato incontro gravitazionale — una sorta di «appuntamento» cosmico verificatosi solo circa 60 anni fa secondo il calendario terrestre. Sull'orologio astronomico, è un istante. I dischi compatti attorno a ciascuna stella sono sopravvissuti a questo incontro e hanno mantenuto la loro struttura. Ora il sistema è in bilico: l'orbita si trova vicino al limite dello stato legato, e l'ulteriore interazione con il gas circostante potrebbe ancora decidere se questi giganti rimarranno insieme per sempre o si separeranno.

Questo lavoro, pubblicato su Nature Astronomy, dimostra che la vita primordiale delle stelle massicce può essere molto più dinamica e imprevedibile di quanto ipotizzato. La maggior parte degli astri massicci esiste in sistemi binari o multipli, e sono proprio queste coppie a determinare in seguito il destino di intere regioni del cosmo — attraverso supernove, espulsioni di elementi pesanti e la formazione delle successive generazioni di stelle.

In questo evento si percepisce l'intera scala dell'Universo. Da qualche parte nell'oscurità fredda di una nube interstellare, due enormi ammassi di gas si sono avvicinati casualmente, e da questo incontro nasce un sistema che, forse, brillerà per milioni di anni. Viviamo in un mondo in cui processi così grandiosi avvengono costantemente, e gli strumenti moderni ci permettono di sbirciare per un istante nel cuore pulsante di questo balletto cosmico.

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