Le stelle super pesanti si formano come quelle leggere

Recenti osservazioni stanno fornendo una nuova evidenza che le stelle super pesanti potrebbero essere nate alla stessa maniera di quelle leggere.
(Provided by Gemini Observatory, Hilo, Hawaii)

28 Gennaio 2010
La dspiegazione di come sono nate le stelle massicce, nelle culle lontane del profondo spazio, è uno dei misteri irrisolti della moderna astronomia.

Le nuove osservazioni effettuate al Gemini Observatory delle Hawaii hanno fornito nuove evidenze che queste stelle potrebbero essere nate allo stesso modo di quelle più leggere.
Ben Davies dell'University of Leeds of the United Kingdom e del Rochester Institute of Technology di New York, ha affermato: "Il problema è che quando stelle molto massicce si formano, accade molto rapidamente come anche per le stelle come il nostro Sole, dopo che irrompono liberamente dalle nubi interstellari di gas. Se vogliamo scoprire come si formano le stelle, dobbiamo infatti guardare all'interno delle nubi oscure dove ciò accade.

Davies guida un team internazionale di ricercatori che stanno cercando di risolvere il problema utilizzando strumenti ottici sensibili agli infrarossi con risoluzioni estreme.
Questo ha permesso al team di penetrare tra gli oscuri gas delle nebulosa oscura in W33A per osservare la massiccia protostella.
Melvin Hoare della University of Leeds, ci dice che quello che hanno visto è molto familiare, come una graziosa "coppa di thé".

Il team di Davies ha calcolato che la stella nascente è almeno 10 volte più massiccia del Sole, e si sta rapidamente espandendo.
E' la prima volta che gli scienziati sono stati in grado di osservare le profonde dinamiche della nascita delle stelle super massicce a tali risoluzioni.
"Abbiamo catturato la stella nell'atto di nascere col suo disco di accrescimento senza i getti di gas e i detriti. Abbiamo anche visto materiale gettato lontano dai poli alla velocità di 300 km al secondo. Questi processi sono comuni anche in molte stelle piccole" dice Davis.

La formazione di stelle massicce dentro a W33A è completamente oscurata alla luce visibile otticamente dall'uomo. Mentre la luce ottica è attenuana di circa 10000 volte, molti della luce infrarossa può passare attraverso la nube oscura. Questo tipo di osservazione ci ha permesso di sapere quello che sta succedendo all'interno della nube natale WW33A.

Molte teorie contraddittorie cercano di spiegare come si formano le stelle massicce, le quali affermano che è la stessa situazione ingrandida che per le stelle di bassa massa oppure coinvolge fenomeni fisici completamente differenti.
Adesso le osservazioni con le ottiche adattate allo spettroscopio ad infrarossi stanno catturando le stelle massicce nell'atto della formazione.

Il team di Davies ha utilizzato le potenti ottiche adattive del Near-Infrared Integral Field Spectrograph (NIFS) Frederick C. Gillett Gemini del North telescope dell'Hawaii's Mauna Kea, per rimuovere le sfocature atmosferiche che bloccano la luce.
NIFS ha creato quello che è talvolta chiamato un'immagine spettrale di 2,000 spettri individuali in un quadrato che arriva a coprire il cuore di W33A. Questi dati sono stati assemblati in un "datacube" che permette agli scienziati di guardare ogni singolo spettro di ogni punto e assemblare un'immagine multidimensionale attorno alla stella nascente.
Davis ha detto inoltre che: "Noi non siamo solo in grado di risolvere l'interno della nebulosa o di piccole scale spaziali, ma anche provare le sue dinamiche, misurando l'effetto Doppler della luce dall'ammasso di gas, per determinare la sua velocità e come esso si espande attorno alla stella in formazione. "Questo è un entusiasmante strumento per comprendere dall'interno come le stelle si stanno attualmente formando."

Conosciuto come un Massive Young Stellar Object (MYSO), W33A è localizzato a circa 12,000 anni luce dalla Terra di fronte alla costellazione del Sagittario.
Precedenti studi di questo oggetto avevano spiegato la sua natura dinamica ma fino ad ora non era stato studiato a questo livello di dettaglio, usando le ottiche adattive agli infrarossi del team di Davies.

"I risultati ci forniscono come le prove di come sia simile la nascita delle stelle massicce e di quelle giovani e ci dimostrano la potenza osservativa del del Near-Infrared Integral Field Spectrograph (NIFS)", conclude said Colin Aspin dell'Institute of Astronomy della University of Hawaii.

A cura di Arthur McPaul


English version:
Recent observations provide convincing new evidence that stellar heavyweights may be born in much the same manner as lightweights.
Provided by Gemini Observatory, Hilo, Hawaii

January 28, 2010
Explaining how the most massive stars are born, deep within their stellar nurseries, is one of the most persistent mysteries in modern astronomy. Now, observations at the Gemini Observatory in Hawaii provide convincing new evidence that these stellar heavyweights may be born in much the same manner as lightweights like our Sun.

"The problem is that when the most massive stars form, it happens very quickly compared to stars like our Sun, and, by the time they break free of their natal clouds, they are already the finished article," said Ben Davies of the University of Leeds in the United Kingdom and the Rochester Institute of Technology in New York. "If you want to see a massive star in the process of forming, you need to be able to see through the obscuring clouds to where the action is."

Davies led an international team of researchers who brought infrared sensitivity and the extreme resolution of adaptive optics to bear on the problem. This allowed the team to penetrate the obscuring gas and dust clouds surrounding the massive protostar W33A. What they found was "reassuringly familiar, like a nice cup of tea," said team member Melvin Hoare, also of the University of Leeds.

Davies' team calculates that the prenatal star is at least 10 times more massive than our Sun, and it is still rapidly growing. This is the first time scientists have been able to unravel the dynamics deep inside a heavyweight stellar nursery at this level of detail. "We've caught a massive star in the act of formation and found signatures of an accretion disk embedded within a torus of gas and dust," said Davies. "We also see material being blasted away from the poles at speeds of up to 300 kilometers (86 miles) per second. These features are all common to the formation process found in much smaller stars."

The massive star forming inside W33A is completely obscured in optical light (as seen by the human eye). "While the optical light is attenuated by about a factor of 10,000, much of the infrared light can pass through the intervening material," said Davies. "This affords us a glimpse of what is happening deep inside W33A's natal cloud."

Several conflicting theories strive to explain how massive stars are born, whether it is a scaled-up version of low-mass star formation or whether a completely different physical process is involved. Now, observations with adaptive optics and infrared spectroscopy are catching massive stars in the act of forming.

Davies' team utilized the power of adaptive optics to remove atmospheric blurring and then dissected the light using the Near-Infrared Integral Field Spectrograph (NIFS) on the Frederick C. Gillett Gemini North telescope on Hawaii's Mauna Kea. NIFS creates what is sometimes called a spectral image consisting of about 2,000 individual spectra in a square array that covered the heart of W33A. These data are assembled into a "datacube" that allows the scientists to look at individual features of the spectra at each point and assemble a multidimensional image of the environment around the birthing star. "We were not only able to resolve the inner nebula on small spatial scales, but also probe its dynamics by measuring the Doppler shift of light from the glowing gas to determine its velocity and how it flows around the forming star," said Davies. "This is an amazingly powerful tool for understanding the inner workings of how stars actually form."

Known as a Massive Young Stellar Object (MYSO), W33A is located about 12,000 light-years away toward the constellation Sagittarius. Previous studies of this object only hinted at its dynamic nature, but until now no MYSOs have been studied at this level of detail using the combination of adaptive optics and integral field spectroscopy utilized by the Davies team.

"This result provides us with one of the first clues that high-mass stars form in similar ways to their low-mass counterparts and shows the power of integral-field near-infrared spectroscopy as a way of probing the youngest phases of stellar evolution," said Colin Aspin of the Institute of Astronomy at the University of Hawaii.

Link:
http://www.astronomy.com/asy/default.aspx?c=a&id=9015