Per la prima volta, un fenomeno che gli astronomi speravano da tempo di riprendere direttamente è stato catturato dalla Near-InfraRed Camera (NIRCam) del telescopio spaziale James Webb di NASA/ESA/CSA. In questa straordinaria immagine della Nebulosa del Serpente, la scoperta si trova nell’area settentrionale di questa giovane regione di formazione stellare vicina.
Gli astronomi hanno trovato un intrigante gruppo di flussi protostellari, formati quando i getti di gas emessi dalle stelle neonate si scontrano ad alta velocità con gas e polvere nelle vicinanze. In genere questi oggetti hanno una varietà di orientamenti all’interno di una regione. Qui, tuttavia, sono tutti inclinati nella stessa direzione, nella stessa angolazione. La scoperta di questi oggetti allineati, resa possibile solo dalla squisita risoluzione spaziale e dalla sensibilità alle lunghezze d’onda del vicino infrarosso di Webb, sta fornendo informazioni sui principi fondamentali della nascita delle stelle.
Quindi, in che modo l’allineamento dei getti stellari è correlato alla rotazione della stella? Quando una nube di gas interstellare collassa su se stessa per formare una stella, ruota più rapidamente. L’unico modo in cui il gas può continuare a muoversi verso l’interno è che parte dello spin (noto come momento angolare) venga rimosso. Un disco di materia si forma attorno alla giovane stella per trasportare la materia verso il basso, come un vortice attorno a uno scarico. I campi magnetici vorticosi nel disco interno lanciano parte della materia in getti gemelli che sparano verso l’esterno in direzioni opposte, perpendicolari al disco di materia.
Nell’immagine di Webb, questi getti sono identificati da striature rosso vivo, che sono onde d’urto causate quando il getto colpisce il gas e la polvere circostanti. Qui, il colore rosso indica la presenza di idrogeno molecolare e monossido di carbonio. Webb può riprendere queste stelle estremamente giovani e i loro flussi, che in precedenza erano ostruiti alle lunghezze d’onda ottiche.
Gli astronomi affermano che ci sono alcune forze che potenzialmente possono spostare la direzione dei flussi durante questo periodo di vita di una giovane stella. Un modo è quando le stelle binarie ruotano l’una intorno all’altra e oscillano nell’orientamento, distorcendo la direzione dei flussi nel tempo.
Le stelle della Nebulosa del Serpente
La Nebulosa del Serpente ha solo uno o due milioni di anni, il che è molto giovane in termini cosmici. Ospita anche un ammasso particolarmente denso di stelle di nuova formazione (di circa 100.000 anni) al centro di questa immagine, alcune delle quali alla fine cresceranno fino a raggiungere la massa del nostro Sole.
La Nebulosa del Serpente è una nebulosa a riflessione, il che significa che è una nube di gas e polvere che non crea la propria luce ma invece brilla riflettendo la luce delle stelle vicine o all’interno della nebulosa. Quindi, in tutta la regione in questa immagine, i filamenti di diverse tonalità rappresentano la luce stellare riflessa dalle protostelle ancora in formazione all’interno della nube. In alcune aree c’è polvere di fronte a quel riflesso, che appare qui in una tonalità arancione diffusa.
Questa regione ha ospitato altre scoperte casuali, tra cui la ‘Bat Shadow’, che si è guadagnata questo nome quando i dati del 2020 del telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA hanno rivelato che si spostava. Questa caratteristica è visibile al centro dell’immagine di Webb.
Studi futuri
L’immagine spettacolare e la scoperta fortuita degli oggetti allineati sono in realtà solo il primo passo di questo programma scientifico. Il team ora utilizzerà lo spettrografo NIRSpec (Near-InfraRed Spectrograph) di Webb per studiare la composizione chimica della nube.
Gli astronomi sono interessati a determinare come le sostanze chimiche volatili sopravvivono alla formazione di stelle e pianeti. I volatili sono composti che sublimano – cioè passano direttamente da uno stato solido a uno stato gassoso – a una temperatura relativamente bassa, tra cui acqua e monossido di carbonio. Quindi confronteranno le loro scoperte con le quantità trovate nei dischi protoplanetari di stelle di tipo simile.
Queste osservazioni sono state effettuate come parte del programma Webb General Observer 1611. I risultati iniziali del team sono stati pubblicati su Astrophysical Journal.
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