Mistero risolto: le nebulose che non scompaiono

Svelato il mistero delle nebulose attorno alle stelle massicce che non scompaiono.

La nascita delle stelle più massicce, da dieci a cento volte la massa del Sole, ha rappresentato per decenni, un grande enigma per gli astrofisici. Le stelle massicce sono abbastanza dense di idrogeno per fondersi mentre stanno ancora raccogliendo materiale dalla propria nube di gas, tuttavia è stato un mistero il fatto che la loro radiazione brillante non scalda il gas facendolo soffiare via. Le nuove simulazioni dai ricercatori affiliati con l'Università di Heidelberg, il Museo Americano di Storia Naturale, l'Università Nazionale Autonoma del Messico, e l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, mostrano che quando la nube di gas collassa, forma le dense strutture filamentose che assorbono le radiazioni della stella quando passa attraverso di essi.

Il risultato è che la nebulosa che le circonda, oscilla come la fiamma di una candela mentre viene riscaldata. La ricerca è stata pubblicata nel numero corrente di The Astrophysical Journal.

"Per formare una stella massiccia, c'e' bisogno di enormi quantità di gas", dice Mordecai-Mark Mac Low, un co-autore e curatore del Dipartimento di Astrofisica presso il Museo. "La gravità attira i filamenti di gas che alimentano la fame delle stelle neonate."

Quando si formano le stelle, enormi nubi di gas collassano. Una volta che la densità centrale e la temperatura sono abbastanza alte, l'idrogeno comincia a fondersi in elio e la stella comincia a brillare. Le stelle più massicce, però, iniziano a brillare mentre la nebulosa sta ancora collassando. La loro luce ultravioletta ionizza il gas circostante, formando una nebulosa con una temperatura di 10.000 gradi centigradi. Questo suggerisce che la crescita di una stella massiccia si riduce o addirittura cessa perché il gas circostante deve essere spazzato via dal calore.

Il primo autore, Thomas Peters, un ricercatore presso il Centro di Astronomia presso l'Università di Heidelberg e di un ex Annette Kade Fellow presso il Museo, e colleghi hanno eseguito delle simulazioni di gas dinamici con i supercomputer al Texas Advanced Computing Center finanziato dalla National Science Foundation e al centro di calcolo di Leibniz e Jülich in Germania. I risultati del team dimostrano che il gas interstellare attorno a stelle massicce non rientra in modo uniforme sulle stelle, ma forma invece concentrazioni filamentose, perché la quantità di gas è così grande che la gravità provoca il crollo a livello locale, mentre cade nella stella. Le aree locali collassano formando dei filamenti a forma di spirale. Quando la stella massiccia passa attraverso di loro, assorbono la radiazione ultravioletta, schermando il gas circostante. Questa schermatura spiega non solo come il gas possa continuare a cadere, ma anche perché le nebulose ionizzate osservate con i radiotelescopi sono così piccole: quando le nebulose vengono ridotte non sono più ionizzate e per migliaia di anni, la nebulosa appare come se stesse sfarfallando, quasi come una candela.

"Finora, si pensava che queste queste nebulose ionizzate causassero il riscaldamento delle bolle di gas e la misurazione della loro dimensione è stata utilizzata dagli osservatori di dedurre l'età di sua stella centrale", dice Peters. "I nostri risultati sono di particolare importanza, perché le simulazioni mostrano che non vi è, in realtà, alcuna relazione diretta tra la dimensione della nebulosa e l'età della stella massiccia, fino a quando la stella è ancora in crescita, che rappresenta una significativa frazione della durata totale della vita di una stella massiccia ".

In aggiunta a Mac Low e Peters, gli autori sono Robi Banerjee e Ralf S. Kleßen presso l'Università di Heidelberg, Roberto Galván-Madrid dell'Università Nazionale Autonoma del Messico, e Eric R. Keto presso la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation, la Fondazione Kade e la Deutsche Forschungsgemeinschaft.

a cura di Arthur McPaul

Link:
"http://www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100316101655.htm"