Sta succedendo qualcosa di strano all'interno di un asilo stellare nelle vicinanze. Una stella embrionale emette un bagliore sano nei raggi X. Come un bambino precoce, la stella in via di sviluppo (protostar) è troppo giovane per quel tipo di comportamento.
Le nuove stelle nascono quando una nuvola di polvere e gas nello spazio interstellare collassa sotto la sua stessa gravità, o almeno così pensavamo. Lo strano comportamento di questo protostar rivela che qualcos'altro potrebbe aiutare la gravità a trasformare un mucchio di gas e polvere in una stella.
Gli scienziati hanno attraversato un vivaio polveroso per catturare la prima visione più dettagliata di una nuvola di gas che collassa trasformandosi in una stella, analoga alla prima ecografia di un bambino.
L'osservazione, effettuata principalmente con l'osservatorio XMM-Newton dell'Agenzia spaziale europea, suggerisce che un processo energetico non realizzato, probabilmente correlato ai campi magnetici, sta surriscaldando la superficie del nucleo della nuvola, spingendo la nuvola sempre più vicino a diventare una stella.
L'osservazione segna il primo chiaro rilevamento dei raggi X da un precursore nascente ma gelido a una stella, chiamato protostar di Classe 0, molto prima nell'evoluzione di una stella di quanto la maggior parte degli esperti in questo campo ritenesse possibile. I raggi X sono prodotti nello spazio da processi che rilasciano molta energia e calore. Il rilevamento a sorpresa dei raggi X da un oggetto così freddo rivela che la materia sta cadendo verso il nucleo del protostar 10 volte più velocemente del previsto dalla sola gravità.
"Stiamo assistendo alla formazione stellare nel suo stadio embrionale", ha affermato Kenji Hamaguchi, ricercatore finanziato dalla NASA presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Md., Autore principale di un rapporto su The Astrophysical Journal. “Le precedenti osservazioni hanno catturato la forma di tali nuvole di gas ma non sono mai state in grado di scrutare all'interno. La rilevazione dei raggi X così presto indica che la gravità da sola non è l'unica forza che modella le giovani stelle. "
I dati di supporto provenivano dall'osservatorio a raggi X Chandra della NASA, dal telescopio giapponese Subaru alle Hawaii e dal telescopio da 88 pollici dell'Università delle Hawaii.
Il team di Hamaguchi ha scoperto i raggi X da un protostar di Classe 0 nella regione di formazione stellare R Corona Australis, a circa 500 anni luce dalla Terra.
La classe 0 è la classe più giovane di oggetto protostellare, da circa 10.000 a 100.000 anni nel processo di assimilazione. La temperatura della nuvola è di circa 400 gradi sotto zero Fahrenheit (meno 240 gradi Celsius). Dopo alcuni milioni di anni, la fusione nucleare si accende al centro della nuvola protostellare che collassa e si forma una nuova stella.
Il team ipotizza che i campi magnetici nel nucleo di protostar che ruotano accelerano la materia di caduta a velocità elevate, producendo alte temperature e raggi X nel processo. Questi raggi X possono penetrare nella regione polverosa per rivelare il nucleo.
"Non si tratta di una leggera caduta libera di gas", ha affermato il Dr. Michael Corcoran della NASA Goddard, co-autore del rapporto. “L'emissione di raggi X mostra che le forze sembrano accelerare la materia ad alte velocità, riscaldando le regioni di questa nuvola di gas freddo a 100 milioni di gradi Fahrenheit. L'emissione di raggi X dal nucleo ci dà una finestra per sondare i processi nascosti attraverso i quali le nuvole di gas freddo collassano verso le stelle. "
Hamaguchi ha paragonato la generazione di raggi X nella protostar di Classe 0 a ciò che accade durante i brillamenti solari sul nostro Sole. La superficie solare ha molti anelli magnetici, che a volte si aggrovigliano e rilasciano grandi quantità di energia. Questa energia può accelerare le particelle caricate elettricamente (elettroni e atomi ionizzati) a velocità di 7 milioni di miglia all'ora. Le particelle si infrangono contro la superficie solare e creano raggi X. Allo stesso modo i campi magnetici aggrovigliati potrebbero essere responsabili dei raggi X osservati da Hamaguchi e dai suoi collaboratori.
Il rilevamento di campi magnetici da un protostar di Classe 0 estremamente giovane fornisce un collegamento cruciale nella comprensione del processo di formazione stellare, poiché si ritiene che i circuiti magnetici svolgano un ruolo fondamentale nel moderare il collasso della nuvola. Solo particelle cariche elettricamente, chiamate ioni, rispondono ai campi magnetici. Gli scienziati non sono sicuri da dove provengano i campi magnetici o gli ioni. Tuttavia, i raggi X ionizzeranno gli atomi, creando più ioni da accelerare attraverso l'attività magnetica e creare più raggi X.
Il team ha utilizzato XMM-Newton per la sua potente capacità di raccolta della luce, necessaria per questo tipo di osservazione in cui così pochi raggi X penetrano nella regione polverosa e lo squisito potere risolutivo di Chandra per individuare la posizione della sorgente di raggi X. Il team ha usato il telescopio a raggi infrarossi Subaru per determinare l'età del protostar.
"L'età si basa su un grafico ben definito di spettri, o caratteristiche della luce infrarossa, mentre la protostar si evolve nel corso di un milione di anni", ha detto Ko Nedachi, uno studente di dottorato all'Università di Tokyo che ha guidato la Subaru osservazione.
Il team scientifico comprende anche i dottori. Rob Petre e Nicholas White della NASA Goddard, la dott.ssa Beate Stelzer dell'Osservatorio sull'astronomia di Palermo, in Italia, e la dott.ssa Naoto Kobayashi dell'Università di Tokyo. Kenji Hamaguchi è finanziato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche; Michael Corcoran è finanziato dall'Università Space Research Association.
Fonte originale: Comunicato stampa della NASA
