Il delicato equilibrio della formazione stellare nella nebulosa della Carena

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La nebulosa della Carena. Credit: ESA

La rete intricata di nubi che popolano questo vivaio cosmico, dove decine di migliaia di nuove stelle si stanno formando, si rivela in dettaglio senza precedenti in una nuova immagine ottenuta con l’Herschel Space Observatory dell’ESA, il quale rivela le nubi ardenti di gas e polveri nel complesso della Nebulosa della Carena, uno dei più massicci vivai stellari della Via Lattea. L’immagine offre una nuova visione su questa regione di formazione stellare nel lontano infrarosso, svelando la struttura intricata di filamenti, i pilastri e le bolle che la pervadono. Intagliato dai venti e dalla radiazione ad alta energia delle stelle massicce, queste caratteristiche raccontano la storia di formazione stellare nella nebulosa: un risultato del delicato equilibrio tra effetti di retroazioni stellari che possono innescare l’interruzione o la produzione di nuove generazioni di stelle. Il complesso della Nebulosa Carena è un’area di intensa formazione stellare, patria di alcune delle stelle più brillanti e massicce nella nostra Galassia, la Via Lattea. Osservando il cielo a lunghezze d’onda infrarosse, Herschel ci permette di vedere il bagliore del materiale freddo, come la miscela di gas e polveri che pervadono il complesso della Nebulosa. L’immagine combina i dati acquisiti con lo strumento PACS a 70 micron (in blu) e 160 micron (evidenziato in verde) e con lo strumento SPIRE a 250 micron (in rosso). Come si nota nell’immagine, il complesso presenta un ricco assortimento di bolle, filamenti e pilastri, e le diverse regioni della nebulosa abbracciano una vasta gamma di densità, debolmente legata a compatte concentrazioni di materia. Parzialmente responsabile della creazione di questa struttura intricata sono le numerose stelle di grande massa ospitate all’interno di questa regione di formazione stellare – nella sola regione centrale, la nebulosa vanta un censimento di oltre un centinaio di stelle molto massicce di tipo O, B e Wolf- Rayet. Questi includono la famosa Eta Carinae, una stella blù luminosa variabile con una massa oltre 100 volte quella del Sole. Questa stella altamente instabile, dà luogo a frequenti e violente esplosioni e si prevede che possa esplodere come una supernova tra qualche centinaia di migliaia di anni. Queste stelle possenti, che infondono il loro ambiente con venti potenti e grandi quantità di radiazioni ionizzanti, non solo contribuiscono a plasmare l’aspetto della nebulosa, ma hanno anche un impatto significativo sull’attività di formazione stellare che si svolge nel suo interno.

Credit: VLT

Nella porzione centrale dell’immagine, dove diversi ammassi stellari ospitano giovani stelle di grande massa, il materiale diffuso non brilla nelle lunghezze d’onda sondate da Herschel (da cui il bagliore blu-bianco che caratterizza questa porzione di immagine). L’impatto di stelle di grande massa si rivela anche nella parte superiore dell’immagine, dove una serie di grandi bolle sono state intagliate da venti provenienti da stelle nella parte centrale. La più importante di queste bolle, chiamata Gum 31, è visibile nell’angolo in alto a destra dell’immagine, ed è il risultato del feedback delle stelle massicce nel giovane ammasso NGC 3324 ospitato all’interno della bolla. Nella parte inferiore sinistra dell’immagine possono essere osservate un gran numero di strutture allungate, note come le Colonne del Sud. Alla base di tali pilastri, la miscela di gas e polveri è estremamente densa, evidenziando che in questa regione della nebulosa il feedback di stelle massicce ha causato la concentrazione del materiale in diversi ciuffi compatti. Le nuove generazioni di stelle alla fine emergono da queste macchie dense di materia. Una regione pronunciata scura è adiacente al margine destro delle Colonne del Sud: l’origine di questa bolla, la cui caratteristica non chiara è come le stelle troppo poco massiccie abbiano potuto scolpirla con i venti. Gli astronomi ritengono che la causa potrebbe derivare da raffiche di gas caldo che fuoriesce da potenti getti stellari al centro della nebulosa. Combinando i dati provenienti da diversi canali di Herschel, è stato possibile stimare la temperatura del materiale attraverso il complesso della Nebulosa della Carena. La miscela di gas e polveri mostrerebbe una  temperatura che va da 40K – al centro della nebulosa e all’interno della bolla Gum 31 – a meno di 20 K nelle regioni periferiche. Tuttavia, la presenza di stelle di grande massa che riscaldano il materiale della nube indica chiaramente che una maggiore quantità di gas a temperature più alte pervade il complesso. Tenendo conto di questa componente più calda, che non viene rilevata da Herschel, la massa totale della nebulosa è stimata a circa 900 000 masse solari.