Secondo l'ipotesi della nebulosa, le stelle e i loro sistemi di pianeti si formano da gigantesche nuvole di polvere e gas. Dopo aver subito il collasso gravitazionale al centro (che crea la stella), la materia rimanente forma quindi un disco di accrescimento in orbita attorno ad esso. Nel corso del tempo, questa materia è alimentata dalla stella - permettendole di diventare più massiccia - e porta anche alla creazione di un sistema di pianeti.
E fino a questa settimana, l'ipotesi della nebulosa era proprio questo. Data la distanza e il fatto che la formazione dei sistemi stellari richiede miliardi di anni, è abbastanza difficile assistere al processo in varie fasi. Ma grazie agli sforzi del team di ricercatori degli Stati Uniti e di Taiwan, gli astronomi hanno ora catturato la prima immagine chiara di una giovane stella circondata da un disco di accrescimento.
Come hanno spiegato nel loro articolo - "First Detection of Equatorial Dark Dust Lane in a Protostellar Disk at Submillimeter Wavelength", che è stato recentemente pubblicato sulla rivista La scienza avanza - questi dischi sono difficili da risolvere spazialmente a causa delle loro piccole dimensioni. Tuttavia, utilizzando l'Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), che offre una risoluzione senza precedenti, sono stati in grado di risolvere il disco di una stella e di studiarlo in dettaglio.
Il sistema protostellare in questione è noto come HH 212, un giovane sistema stellare (40.000 anni) situato nella costellazione di Orione, a circa 1300 anni luce dalla Terra. Questo sistema stellare è noto per il suo potente getto bipolare - cioè i flussi continui di gas ionizzato dai suoi poli - che si ritiene causi l'accumulo della materia in modo più efficiente. A causa della sua età e della sua posizione rispetto alla Terra, questo sistema protostar è stato un obiettivo popolare in passato per gli astronomi.
Fondamentalmente, il fatto che sia ancora in una fase iniziale di formazione (e il fatto che possa essere visto a margine) rende il sistema stellare ideale per studiare l'evoluzione delle stelle a bassa massa. Tuttavia, le ricerche precedenti avevano una risoluzione massima di 200 UA, il che significava che gli astronomi erano solo in grado di ottenere un accenno di un piccolo disco polveroso. Questo disco appariva come una busta appiattita, che si muoveva a spirale verso il protostar al centro.
Ma con la risoluzione di ALMA (8 UA o 25 volte superiore), il team di ricerca non solo è stato in grado di rilevare il disco di accrescimento, ma anche di risolvere spazialmente le sue emissioni di polvere alla lunghezza d'onda del submillimetro. Come ha affermato Chin-Fei Lee, ricercatore presso il Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA) di Taiwan e autore principale del documento, in un comunicato stampa ALMA:
“È così sorprendente vedere una struttura così dettagliata di un disco di accrescimento molto giovane. Per molti anni, gli astronomi hanno cercato i dischi di accrescimento nella prima fase della formazione stellare, per determinare la loro struttura, come sono formati e come avviene il processo di accrescimento. Ora utilizzando ALMA con la sua piena potenza di risoluzione, non solo rileviamo un disco di accrescimento, ma lo risolviamo, in particolare la sua struttura verticale, in dettaglio. ”
Quello che hanno osservato è stato un disco che ha un raggio di circa 60 unità astronomiche, che è leggermente maggiore della distanza dal Sole e dal bordo esterno della Cintura di Kuiper (50 UA). Hanno anche notato che il disco era compromesso da minerali di silicato, ferro e altra materia interstellare e consisteva in un importante strato scuro equatoriale che era inserito tra due strati più luminosi.
Questo contrasto tra le sezioni chiare e scure era dovuto alle temperature relativamente basse e all'elevata profondità ottica vicino al piano centrale del disco. Nel frattempo, gli strati sopra e sotto il piano centrale hanno mostrato un maggiore assorbimento in entrambe le lunghezze d'onda della luce ottica e del vicino infrarosso. A causa di questo aspetto a strati, il team di ricerca lo ha descritto come "un hamburger".
Queste osservazioni sono notizie entusiasmanti per la comunità astronomica e non solo perché sono le prime. Inoltre, rappresentano anche una nuova opportunità per studiare piccoli dischi attorno alle protostelle più giovani. E con i tipi di imaging ad alta risoluzione resi possibili da ALMA e altri telescopi di prossima generazione, gli astronomi saranno in grado di porre nuovi e più forti vincoli alle teorie relative alla formazione del disco.
Come afferma Zhi-Yun Li dell'Università della Virginia (il coautore dello studio):
“Nella prima fase della formazione stellare, ci sono difficoltà teoriche nella produzione di un tale disco, perché i campi magnetici possono rallentare la rotazione del materiale collassato, impedendo a tale disco di formarsi attorno a un protostar molto giovane. Questa nuova scoperta implica che l'effetto ritardante dei campi magnetici nella formazione del disco potrebbe non essere così efficiente come pensavamo prima. "
Un'occasione per guardare le stelle e i sistemi planetari nella loro prima fase di formazione e un'opportunità per testare le nostre teorie su come è stato fatto tutto? Sicuramente non succede qualcosa ogni giorno!
E assicurati di goderti questo video dell'osservazione, per gentile concessione di ALMA e narrato dal Dr. Lee:
