Primo esame dettagliato di giovani dischi polverosi attorno a stelle antiche

 

Gli astronomi dell'Università di Manchester Jodrell Bank Centre for Astrophysics e dell'Observatoire de la Cote d'Azur in Francia, hanno utilizzato il Very Large Telescope (VLT) in Cile per scoprire i dischi di polvere attorno a stelle molto antiche. Le immagini sono state presentate da Foteini (Claire) Lykou il 14 aprile al National Astronomy Meeting RAS (NAM2010) di Glasgow.

"Questa è la prima volta che  osserviamo questi dischi polverosi in un dettaglio simile", ha detto la sig.ra Lykou. Verso la fine della sua vita, tra circa 5 miliardi di anni, il nostro Sole si evolverà in una stella gigante rossa. La temperatura del nucleo si alzerà e gli strati più esterni si espanderanno per formare una tenue atmosfera di  poche centinaia di volte il raggio attuale. La polvere, che si forma a più basse temperature, insieme ai gas, viene espulso da questo tipo di stelle durante il processo di invecchiamento e costituisce la materia prima per le prossime generazioni di stelle e pianeti. La polvere che poi fugge via nello spazio dà vita alle nebulose, i cui meccanismi non sono ancora pienamente compresi. 

I dischi di polvere possono essere considerati come un sottoprodotto di questi meccanismi. In definitiva, la fusione nucleare si chiude e il nucleo della stella morta diventa una nana bianca.

Anche se questi dischi polverosi sono grandi più di un centinaio di migliaia di milioni di chilometri in tutta (quasi un migliaio di volte più grandi dell'orbita della Terra intorno al Sole) si trovano a distanze così grandi da noi da sembrare minuscoli. I dischi possono essere osservati con una tecnica speciale in cui vengono combinati insieme più telescopi per agire come un gigantesco zoom, aumentando drasticamente la nitidezza. Gli astronomi hanno utilizzato il Very Large Telescope Interferometer (VLTI) presso l'European Southern Observatory in Cile che combina quattro telescopi giganti, ognuno con uno specchio di 8,2 metri, per creare un telescopio con l'acutezza di vista di uno con un diametro fino a 130 metri. Il VLTI ha anche il vantaggio di osservare nell'infrarosso, la parte dello spettro elettromagnetico in cui i dischi polverosi brillano.

"Abbiamo scoperto i dischi in varie fasi della loro evoluzione attorno alle stelle centrali in diverse nebulose. Non siamo sicuri esattamente quanto tempo questi dischi sopravviveranno, potrebbero essere di centinaia di migliaia o forse milioni di anni. Le immagini in alto mostrano NAM2010, due dischi, entrambi in una fase relativamente precoce della loro vita ", ha detto la sig.ra Lykou.

Il primo disco è stato trovato in M2-9, una nebulosa bipolare (una nube di gas con i lobi simmetrici) a 4200 anni luce di distanza che ha un sistema stellare binario nel suo nucleo. Entrambe le stelle, una gigante rossa ed una nana bianca, sono nascoste all'interno del disco. La polvere ha origine dalla gigante rossa, che è di 15000 gradi centigradi e 2500 volte più luminosa del Sole. Il disco ha un raggio interno di 2250 milioni di chilometri e un raggio esterno vicino a 135 mila milioni di chilometri ed è costituito da grani di polvere fatti di silicio e ossigeno, simile alla polvere trovato nel nostro Sistema Solare.

"Il disco interno M2-9 ha probabilmente meno di 2000 anni, il che lo rende un adolescente in termini di ciclo di vita di questi dischi. E 'ancora in evoluzione a causa delle interazioni gravitazionali delle stelle binarie", ha detto la sig.ra Lykou. Il secondo disco è stato trovato in Object Sakurai, una nebulosa posta a 11.400 anni luce dalla Terra. La stella è a 12 000 gradi centigradi e di 10 000 volte più luminosa del Sole. E' composta da carbonio amorfo, un tipo di carbonio che non ha una struttura cristallina (carbone e fuliggine hanno questa composizione) ed è in crescita in termini di dimensioni.

"Il disco Sakurai è stato creato negli ultimi 10 anni, quindi abbiamo l'opportunità di studiare un disco appena nato. E 'in espansione radiale  rapida  nello spazio. Durante il nostro periodo di osservazione, nel 2007, abbiamo visto il disco estendersi da 10 miliardi di chilometri a 75 mila milioni di chilometri ", ha detto la sig.ra Lykou.

Lo scenario più probabile per il lontano futuro è che i dischi possono essere distrutti dalla radiazione interstellare abbattendo i grani di polvere e i loro singoli atomi e molecole, in modo da rifornire e arricchire il mezzo interstellare con nuovi materiali.

Nulla si crea e nulla si distrugge. Tutto si trasforma...

Traduzione a cura di Arthur McPaul dal Science Daily

Crescite stellari abnormi

Gli scienziati hanno scoperto una massiccia galassia che sta creando stelle come il nostro Sole ben 100 volte più velocemente di come avviene adesso nella Via Lattea.

Il team di ricercatori internazionali, guidato da Durham University, ha descritto questo avvenimento come se si stesse osservando "un adolescente sta attraversando una rapidissima crescita".

A causa della quantità di tempo che impiega la luce per raggiungere la Terra, gli scienziati hanno osservato la galassia come sarebbe apparsa 10 miliardi anni fa, solo tre miliardi di anni dopo il Big Bang. Essi hanno scoperto quattro discrete regioni di formazione stellare all'interno della galassia SMM J2135-0102. Ogni regione è apparsa oltre 100 volte più luminosa delle regioni di formazione stellare della Via Lattea, come ad esempio la Nebulosa di Orione.

Secondo i loro risultati, pubblicati online sulla rivista Nature, la formazione stellare è apparsa più rapida e vigorosa in un periodo dell'Universo in cui le galassie hanno attraversato periodi di crescita enormi. I risultati, finanziati dalla Royal Astronomical Society e della Scienza e della Technology Facilities Council, forniscono una visione unica sul modo in cui stelle si formarono nell'universo primordiale.

L'autore, il Dr. Mark Swinbank, presso l'Istituto per Computational Cosmology, a Durham University, ha dichiarato: "Questa galassia è come un adolescente sta attraversando una crescita improvvisa. "Non riusciamo a comprendere fino in fondo perché le stelle si stanno formando così rapidamente, ma i nostri risultati suggeriscono che le stelle si formavano in modo più efficiente di quanto non lo facciano oggi. "Le galassie nell'Universo primordiale sembrano aver vissuto una rapida crescita e le stelle come il nostro sole, si formarono molto più velocemente di quanto non lo facciano oggi".

Gli scienziati stimano che la galassia osservata sta producendo stelle dimili al Sole ad un tasso pari a 250 l'anno. I risultati confermano precedenti ricerche guidato dalla Durham University. Nel 2009 gli scienziati di Durham scoprirono che una galassia, chiamata MS1358arc, stava formando stelle più rapidamente del previsto, mentre la si osservava come sarebbe apparsa quasi 12.5 miliardi di anni fa.

SMM J2135-0102 è stato scoperto con il telescopio Atacama Pathfinder Experiment (APEX), che è gestito dalla European Southern Observatory (ESO). Le osservazioni di inseguimento sono state effettuate combinando la lente naturale gravitazionale di galassie vicine con il potente Submillimeter Telescope Array nelle Hawaii per ingrandirle ancora di più.

Dr Swinbank ha aggiunto: "L'ingrandimento mostra la galassia in un dettaglio senza precedenti, anche se è così lontana che la sua luce ha impiegato circa 10 miliardi di anni per raggiungerci. "In seguito alle osservazioni con il telescopio Submillimeter Array siamo stati in grado di studiare le nubi dove si formano le stelle della galassia, con grande precisione".

Carlos De Breuck, co-autore del documento, dall'ESO, ha dichiarato: "La formazione di stelle in questa grande nuvola di polvere mostra una differenza rispetto all'odierno Universo. "Tuttavia, le nostre osservazioni suggeriscono che dovremmo essere in grado di utilizzare la fisica di base nelle vicine galassie dal nucleo più denso per capire nascita delle stelle in queste galassie più lontane."

traduzione a cura di Arthur McPaul

Link: "http://www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100321182945.htm"

HIFI rileva le molecole della vita in orione [ita-eng]

 

L'eccezionale strumento HIFI, un rilevatore del lontano infrarosso montato su Herschel, ha rilevato nelle aree di formazione stellare di Orione, la presenza delle molecole base per la vita.

Diversi istituti tedeschi hanno contribuito a fornire le parti essenziali dello strumento HIFI: a bordo di Herschel: l'Universität zu Kölkn, il Max-Planck-Institut für Radioastronmie di Bonn, e il Sonnensystemforschung di Lindau.

Le caratteristiche che colpiscono nello spettro ripreso da HIFI comprendono un ricco e denso modello di "picchi", ognuno dei quali rappresenta l'emissione di luce da una molecola specifica nella Nebulosa di Orione. Questa nebulosa è conosciuta per essere una delle più prolifiche fabbriche chimiche nello spazio, sebbene l'ampiezza della sua chimica e la meccanica di formazione delle molecole non siano ancora ben comprese. Dall'analisi dello spettro, gli astronomi hanno individuato chiaramente alcune molecole e l'individuazione delle linee di emissione molte altre è attualmente in corso.

Dalle linee di assorbimento esaminate, gli astronomi  hanno trovato  i precursori diretti per la formazione delle molecole della vita. Tra le molecole identificate in questo spettro vi sono infatti: l'acqua, il monossido di carbonio, il formaldeide, il metanolo, l'etere dimetile, il cianuro di idrogeno, l'ossido di zolfo, il biossido di zolfo e loro analoghi isotopi. Si prevede che nuove molecole organiche saranno presto identificate.

"Le analisi fornite da HIFI, e le successive, forniranno un vero tesoro virtuale di informazioni riguardo a come si formano le molecole organiche in una regione di formazione stellare. "Fornirà una profonda conoscenza chimica dello spazio, una volta che saranno disponibili pienamente le indagini spettrali" ha dichiarato Edwin Bergin della University of Michigan, ricercatore principale della HEXOS Key Programma Herschel.

Alta risoluzione senza precedenti

Hi-Fi è stato progettato per fornire gli spettri ad altissima risoluzione e aprire una nuova gamme di lunghezza d'onda per le indagini, che sono inaccessibili ai telescopi terrestri. "E 'sorprendente vedere come funziona bene HIFI", ha detto Frank Helmich, ricercatore principale HIFI del SRON Netherlands Institute for Space Research. "Abbiamo ottenuto questo spettro in poche ore e già batte qualsiasi altro, in qualsiasi lunghezza d'onda, in precedenza ripreso da Orione. Gli elementi organici sono ovunque in questo spettro, anche ai livelli più bassi.. Per lo sviluppo di HIFI ci sono voluti otto anni, ma ne è valsa davvero la pena aspettare tutto questo tempo".

L'identificazione delle molte caratteristiche spettrali visibili nello spettro di Orione con le transizioni di particolari specie molecolari, richiede sofisticati strumenti come il database Colgone di Spettroscopia Molecolare (CDMS), che raccoglie i dati di laboratorio di diverse centinaia di specie molecolari e precise linee di previsioni. "L'alta risoluzione spettrale di HIFI mostra una varietà ampia di specie molecolari che sono presenti, nonostante l'ambiente sia ostile nei vivai stellari e nelle aree di formazione dei pianeti", ha dichiarato Jürgen Stutzki, co-investigatore della Universität zu Köln.

Progetto ESA Herschel

Herschel è una delle missioni fondamentali per ESA, un osservatorio spaziale con strumenti scientifici forniti dai consorzi europei e importanti contributi dalla NASA. Uno dei tre strumenti a bordo di Herschel è HIFI, (Heterodyne Instrument for the Far-Infrared), uno spettronomo ad alta risoluzione  ultra sensibile progettato e costruito da un consorzio finanziato a livello nazionale guidato dal SRON.

Il consorzio comprende partner provenienti da 25 istituti e 13 diverse nazioni. Gli istituti tedeschi hanno fornito gli elementi chiave per HIFI: l'oscillatore locale, costruito alla für Radioastronomie MPI di Bonn, i superconduttori rivelatori con sensibilità vicino al limite fondamentale quantistico, costruito alla Universität zu Köln. HIFI utilizza la tecnica classica di radio frequenza di un mix di eterodina in un regime di alta frequenza, vale a dire nella gamma spettrale del lontano infrarosso. Un altro elemento essenziale, l'Acousto Optical Spectrometer (AOS), è stato sviluppato in collaborazione tra l'Universität zu Köln e il Max Planck Institut für Sonnensystemforschung, Lindau.

adattamento a cura di Arthur McPaul 

 English

Precursors of Life-Enabling Organic Molecules in Orion Nebula Unveiled by Herschel Space Observatory

ESA's Herschel Space Observatory has revealed the chemical fingerprints of potential life-enabling organic molecules in the Orion Nebula, a nearby stellar nursery in our Milky Way galaxy. This detailed spectrum -- obtained with the Heterodyne Instrument for the Far Infrared (HIFI), one of Herschel's three innovative instruments -- demonstrates the gold mine of information that Herschel-HIFI will provide on how organic molecules form in space.

Several German Institutes contributed essential parts to the HIFI instrument: the Universität zu Kölkn and the Max-Planck-Institute für Radioastronmie, Bonn, und für Sonnensystemforschung, Lindau.
Striking features in the HIFI spectrum include a rich, dense pattern of "spikes," each representing the emission of light from a specific molecule in the Orion Nebula. This nebula is known to be one of the most prolific chemical factories in space, although the full extent of its chemistry and the pathways for molecule formation are not well understood. By sifting through the pattern of spikes in this spectrum, astronomers have identified a few common molecules that appear everywhere in the spectrum. The identification of the many other emission lines is currently ongoing.

By clearly identifying the lines associated with the more common molecules, astronomers can then begin to tease out the signature of particularly interesting molecules that are the direct precursors to life-enabling molecules. A characteristic feature of the Orion spectrum is the spectral richness: among the molecules that can be identified in this spectrum are water, carbon monoxide, formaldehyde, methanol, dimethyl ether, hydrogen cyanide, sulphur oxide, sulphur dioxide and their isotope analogues. It is expected that new organic molecules will also be identified.

"This HIFI spectrum, and the many more to come, will provide a virtual treasure trove of information regarding the overall chemical inventory and on how organics form in a region of active star formation. It harbours the promise of a deep understanding of the chemistry of space once we have the full spectral surveys available," said Edwin Bergin of the University of Michigan, principal investigator of the HEXOS Key Programme on Herschel.

Unprecedented high resolution
HIFI was designed to provide extremely high-resolution spectra and to open new wavelength ranges for investigation, which are inaccessible to ground-based telescopes. "It is astonishing to see how well HIFI works," said Frank Helmich, HIFI principal investigator of SRON Netherlands Institute for Space Research. "We obtained this spectrum in a few hours and it already beats any other spectrum, at any other wavelength, ever taken of Orion. Organics are everywhere in this spectrum, even at the lowest levels, which hints at the fidelity of HIFI. The development of HIFI took eight years but it was really worth waiting for."

Identification of the many spectral features visible in the Orion spectrum with transitions of particular molecular species requires sophisticated tools such as the Colgone Database of Molecular Spectroscopy (CDMS), which collect the laboratory data of several hundred moelcular species and precise line predictions. "The high spectral resolution of HIFI shows the breath-taking rechness of molecular species, which are present, despite of the hostile environment, in the stellar nurseries and sites for planet formation," says Jürgen Stutzki, HIFI-co-principle investigator at the Universität zu Köln.

ESA project Herschel
Herschel is one of ESAs cornerstone missions, a space observatory with science instruments provided by European-led Principal Investigator consortia, with important contributions from NASA on the US side. One of the three instruments on board Herschel is HIFI, the Heterodyne Instrument for the Far-Infrared, an ultra-sensitive, high resolution spectrometer designed and built by a nationally-funded consortium led by SRON Netherlands Institute for Space Research.

The consortium includes partners from 25 institutes and 13 different nations. German institutes have provided key components for HIFI: the local oscillator, built at the MPI für Radioastronomie, Bonn, superconducting detectors with sensitivity close to the fundamental quantum limit, built at the Universität zu Köln. HIFI carries the classical radio frequency technique of heterodyne-mixing into a for orders of magnitude higher fequency regime, namely the Far-Infrared spectral range. A further essential component, the Acousto Optical Spectrometer (AOS), was developed in collaboration between the Universität zu Köln and the Max Planck Institut für Sonnensystemforschung, Lindau.

Fonte: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100304102320.htm 

Scoperta una delle stelle più antiche [ita-eng]

 Gli astronomi hanno scoperto un relitto del dell'universo primordiale, una stella che potrebbe essere stata della seconda generazione di stelle formatesi dopo il Big Bang. Si trova nella galassia nana dello Scultore a circa 290.000 anni luce di distanza. La sua presenza da forza alla teoria che la nostra galassia si sia formata,  inglobando a sè galassie nane.

"Questa stella è antica probabilmente quasi quanto l'universo stesso," ha detto Anna Frebel astronomo dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, autore principale del documento pubblicato su Nature.  Le Galassie nane sono galassie di piccole dimensioni con pochi miliardi di stelle, rispetto alle centinaia di miliardi della Via Lattea. Le galassie, raggiungono le loro dimensioi nel corso di miliardi di anni, assorbendo i loro vicini più piccoli.

"Se si potesse vedere un film velocizzato della nostra galassia, si dovrebbe vedere uno sciame di galassie nane che ronzano intorno come api attorno a un alveare", ha spiegato Frebel. "Nel corso del tempo, quelle galassie sono state inglobate e distrutte, mescolando le loro stelle per dare vita alla Via Lattea".

 

Se le galassie nane sono infatti gli elementi costitutivi delle galassie più grandi, le loro stelle si dovrebbero ancora poter trovare e apparirebbero come stelle antichissime e povere di metalli. Per gli astronomi, i "metalli", sono gli elementi chimici più pesanti dell'idrogeno o dell'elio. Poichè sono prodotti dell'evoluzione stellare, i metalli erano rari nell'Universo primordiale e le vecchie stelle tendono ad essere povere di essi. Le vecchie stelle della Via Lattea dovrebbero essere estremamente povere di metalli, circa 100.000 volte più povere del nostro Sole ad esempio, che è una stella ancora giovane e ricca di metalli. Le indagini condotte negli ultimi dieci anni non sono riuscite a scovare stelle povere nelle galassie nane.

"La Via Lattea sembra possedere stelle molto più primitive di quelle delle delle galassie nane," dice il co-autore Josh Simon degli Osservatori della Carnegie Institution. "Se le galassie nane furono i componenti originali della Via Lattea, allora è difficile capire perché non avrebbero esistere più stelle simili".
Il team sospetta che i metodi utilizzati per trovare metalli poveri nelle stelle delle galassie nane siano stati distorti mancandone la rilevazione. Evan Kirby, ha sviluppato un metodo per stimare le abbondanze di metallo di un gran numero di stelle, rendendo possibile in modo efficiente la ricerca  di stelle povere di metalli nelle galassie nane.

"Questa ricerca  è stata più difficile che trovare un ago in un pagliaio. Avevamo bisogno di trovare un ago in un mucchio di aghi", ha detto Kirby. "Abbiamo osservato centinaia di candidati per trovare il nostro obiettivo".  Tra le stelle della galassia nana dello Scultore, S1020549 di magnitudo 18, osservata  con il Magellan Carnegie-telescopio Clay a Las Campanas, Cile, è risultata essere 6.000 volte meno ricca di metalli rispetto al Sole, un valore ben cinque volte inferiore rispetto a qualsiasi altra stella trovato finora in una galassia nana .

I ricercatori hanno misurato la presenza di metalli in S1020549  come il magnesio, calcio, titanio, e ferro. Lo schema generale ricorda quello delle vecchia stelle della Via Lattea e si suppone che sia giunta da una galassia nana.
I ricercatori sperano di scoprire ulteriosi stelle povere di metalli nelle galassie nane, anche se la distanza e la loro debolezza rappresentano una sfida per gli attuali telescopi ottici. La prossima generazione di telescopi ottici estremamente grandi, come il 24,5m Giant Magellan Telescope, dotato di spettrografo ad alta risoluzione, aprirà una nuova finestra per studiare la crescita delle galassie attraverso la chimica delle loro stelle.

Nel frattempo, dice Simon, l'abbondanza estremamente basso di metalli in S1020549 segna un significativo passo verso la comprensione di come la nostra galassia si è formata. "L'idea originale la Via Lattea si sia  formata dalla fusione di numerose galassie nane, in effetti, sembra essere corretta." 

 

Adattamento del testo a cura di Arthur Mcpaul

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English
First of Missing Primitive Stars Found

ScienceDaily (Mar. 4, 2010) 

Astronomers have discovered a relic from the early universe -- a star that may have been among the second generation of stars to form after the Big Bang. Located in the dwarf galaxy Sculptor some 290,000 light-years away, the star has a remarkably similar chemical make-up to the Milky Way's oldest stars. Its presence supports the theory that our galaxy underwent a "cannibal" phase, growing to its current size by swallowing dwarf galaxies and other galactic building blocks.

"This star likely is almost as old as the universe itself," said astronomer Anna Frebel of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, lead author of the Nature paper reporting the finding.

Dwarf galaxies are small galaxies with just a few billion stars, compared to hundreds of billions in the Milky Way. In the "bottom-up model" of galaxy formation, large galaxies attained their size over billions of years by absorbing their smaller neighbors.

"If you watched a time-lapse movie of our galaxy, you would see a swarm of dwarf galaxies buzzing around it like bees around a beehive," explained Frebel. "Over time, those galaxies smashed together and mingled their stars to make one large galaxy -- the Milky Way."

If dwarf galaxies are indeed the building blocks of larger galaxies, then the same kinds of stars should be found in both kinds of galaxies, especially in the case of old, "metal-poor" stars. To astronomers, "metals" are chemical elements heavier than hydrogen or helium. Because they are products of stellar evolution, metals were rare in the early Universe, and so old stars tend to be metal-poor.

Old stars in the Milky Way's halo can be extremely metal-poor, with metal abundances 100,000 times poorer than in the Sun, which is a typical younger, metal-rich star. Surveys over the past decade have failed to turn up any such extremely metal-poor stars in dwarf galaxies, however.

"The Milky Way seemed to have stars that were much more primitive than any of the stars in any of the dwarf galaxies," says co-author Josh Simon of the Observatories of the Carnegie Institution. "If dwarf galaxies were the original components of the Milky Way, then it's hard to understand why they wouldn't have similar stars."

The team suspected that the methods used to find metal-poor stars in dwarf galaxies were biased in a way that caused the surveys to miss the most metal-poor stars. Team member Evan Kirby, a Caltech astronomer, developed a method to estimate the metal abundances of large numbers of stars at a time, making it possible to efficiently search for the most metal-poor stars in dwarf galaxies.

"This was harder than finding a needle in a haystack. We needed to find a needle in a stack of needles," said Kirby. "We sorted through hundreds of candidates to find our target."

Among stars he found in the Sculptor dwarf galaxy was one faint, 18th-magnitude speck designated S1020549. Spectroscopic measurements of the star's light with Carnegie's Magellan-Clay telescope in Las Campanas, Chile, determined it to have a metal abundance 6,000 times lower than that of the Sun; this is five times lower than any other star found so far in a dwarf galaxy.

The researchers measured S1020549's total metal abundance from elements such as magnesium, calcium, titanium, and iron. The overall abundance pattern resembles those of old Milky Way stars, lending the first observational support to the idea that these galactic stars originally formed in dwarf galaxies.

The researchers expect that further searches will discover additional metal-poor stars in dwarf galaxies, although the distance and faintness of the stars pose a challenge for current optical telescopes. The next generation of extremely large optical telescopes, such as the proposed 24.5-meter Giant Magellan Telescope, equipped with high-resolution spectrographs, will open up a new window for studying the growth of galaxies through the chemistries of their stars.

In the meantime, says Simon, the extremely low metal abundance in S1020549 study marks a significant step towards understanding how our galaxy was assembled. "The original idea that the halo of the Milky Way was formed by destroying a lot of dwarf galaxies does indeed appear to be correct."

Link: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100303131658.htm

La fabbrica di stelle

Nascite stellari nella Piccola Nube di Magellano

L'European Southern Observatory ha appena rilasciato una nuova immagine di NGC 346, la luminosa regione di formazione stellare nella nostra vicina galassia, la Piccola Nube di Magellano, distante 210,000 anni verso la costellazione del Tucano (il Toucan). La luce, il vento e il calore emanato dalle stelle massicce hanno disperso il gas incandescente all'interno e intorno a questo ammasso stellare, formando una struttura esile che circonda la nebulosa assomigliando ad una ragnatela.

NGC 346, come altre belle zone astronomiche, è un continuo "lavoro in corso" di cambiamenti. Si continuano a formare stelle dalla materia dispersa nella zona, infiammandosi e disperdendo polveri e gas residui, che creano increspature e mutano pesantemente l'aspetto di questo oggetto brillante.

NGC 346 si estende su circa 200 anni luce, una regione di spazio di circa cinquanta volte la distanza tra il Sole e la sue vicine stelle. Gli astronomi classificano NGC 346 come un ammasso aperto di stelle, il che indica che questa regione è una fabbrica in cui nascono nuove stelle dalla stessa nube. La nebulosa associata alle stelle luminose è conosciuta come una nebulosa ad emissione, il che significa che il gas all'interno di esso è stato riscaldato dalle stelle fino a quando ha iniziato ad emettere luce propria, come il gas neon utilizzato nelle insegne elettriche dei negozi.

Molte stelle in NGC 346 sono relativamente giovani in termini cosmici e la loro nascita risale solo a pochi milioni di anni or sono. I potenti venti emessi dalla stella massiccia al di fuori di questo ciclo di nascite, sta comprimendo grandi quantità di materia, il primo passo critico per accendere nuove stelle. Questa nuvola di materiale poi crolla sotto la propria gravità, fino a quando alcune regioni diventato dense e abbastanza calde per innescare la fusione a propulsione nucleare in una nuova stella, illuminando i residui di gas e le polveri. In regioni come la NGC 346, con elevati livelli di nascite stellari, il risultato è una gloriosa vista incandescente da catturare per i nostri telescopi.

NGC 346 è nella Piccola Nube di Magellano, una vicina galassia nana a circa 210 000 anni luce dalla Terra e molto più grande della Via Lattea. Come la Grande Nube di Magellano, la Piccola Nube di Magellano è visibile ad occhio nudo dall'emisfero Australe della Terra ed è utilizzata dagli astronomi come un laboratorio extragalattico per studiare le dinamiche di formazione stellare.

L'immagine in alto è stata ottenuta utilizzando il Wide Field Imager (WFI), un telescopio di 2,2 metri a La Silla Observatory, in Cile. Immagini come questa, aiutano gli astronomi a scrivere le cronache della nascita e dell'evoluzione stellare.

Adattamento a cura di Arthur McPaul


English:
Brightest Star-Forming Region in Small Magellanic Cloud

ScienceDaily (Feb. 25, 2010)
The European Southern Observatory has just released a dramatic new image of NGC 346, the brightest star-forming region in our neighbouring galaxy, the Small Magellanic Cloud, 210,000 light-years away towards the constellation of Tucana (the Toucan). The light, wind and heat given off by massive stars have dispersed the glowing gas within and around this star cluster, forming a surrounding wispy nebular structure that looks like a cobweb.

NGC 346, like other beautiful astronomical scenes, is a work in progress, and changes as the aeons pass. As yet more stars form from loose matter in the area, they will ignite, scattering leftover dust and gas, carving out great ripples and altering the face of this lustrous object.

NGC 346 spans approximately 200 light-years, a region of space about fifty times the distance between the Sun and its nearest stellar neighbours. Astronomers classify NGC 346 as an open cluster of stars, indicating that this stellar brood all originated from the same collapsed cloud of matter. The associated nebula containing this clutch of bright stars is known as an emission nebula, meaning that gas within it has been heated up by stars until the gas emits its own light, just like the neon gas used in electric store signs.

Many stars in NGC 346 are relatively young in cosmic terms with their births dating back only a few million years or so. Powerful winds thrown off by a massive star set off this recent round of star birth by compressing large amounts of matter, the first critical step towards igniting new stars. This cloud of material then collapses under its own gravity, until some regions become dense and hot enough to roar forth as a brilliantly shining, nuclear fusion-powered furnace -- a star, illuminating the residual debris of gas and dust. In sufficiently congested regions like NGC 346, with high levels of recent star birth, the result is a glorious, glowing vista for our telescopes to capture.

NGC 346 is in the Small Magellanic Cloud, a dwarf galaxy some 210 000 light-years away from Earth and in close proximity to our home, the much larger Milky Way Galaxy. Like its sister the Large Magellanic Cloud, the Small Magellanic Cloud is visible with the unaided eye from the southern hemisphere and has served as an extragalactic laboratory for astronomers studying the dynamics of star formation.

This particular image was obtained using the Wide Field Imager (WFI) instrument at the MPG/ESO 2.2-metre telescope at the La Silla Observatory in Chile. Images like this help astronomers chronicle star birth and evolution, while offering glimpses of how stellar development influences the appearance of the cosmic environment over time.

Link: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/02/100224102237.htm

I campi magnetici e la formazione stellare

Il ruolo dei campi magnetici nella formazione stellare massiccia, secondo un nuovo studio, è simile a quello delle stelle di bassa massa

(Feb. 18, 2010)
Una squadra di astronomi guidata dal Dr. Wouter Vlemmings della Bonn University, ha utilizzato la rete di radiotelescopi e-MERLIN del Jodrell Bank Observatory per mostrare che i campi magnetici giocano un ruolo importantissimo durante la nascita di stelle massiccie.

I campi magnetici sono notoriamente conosciuti come fortemente influenti nella formazione di stelle con piccola massa come il Sole. I nuovi studi rivelano che il modo in cui si forma l'alta e la bassa massa delle stelle è molto simile. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista "The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society". Le stelle otto volte più massiccie del Sole, sono cruciali per la formazione delle altre stelle, dei pianeti e della stessa vita. Esse giocano infatti un ruolo predominante nell'evoluzione stellare della Galassia e nella formazione di elementi pesanti come il ferro.

Come esse si formino, è una questione assai difficile da risolvere. Il ruolo dei campi magnetici ha scatenato accesi dibattiti. Molti scienziati pensano che la radiazione e la turbolenza giochino un ruolo importante e il processo di formazione varia di molto dalle stelle con meno massa come il Sole. Vlemmings ha spiegato che i campi magnetici sono stati osservati nelle nebulose di molecole di idrogeno dove si formano nuove stelle e se il processo di formazione è identico dovrebbe essere osservato anche dove si formano stelle massicce.

Questa relazione è stata oggetto del loro studio e osservata per la prima volta attorno al disco Cepheus A HW2 dove si stanno formando stelle massicce, mostrando una struttura tridimensionale del campo magnetico presente. Distante 2300 anni luce dalla Terra, Cepheus A è una delle più vicine regioni dove nascono stelle massicce. E' stato scoperto quindi, un potente e regolare campo magnetico, che controlla il trasferimento della materia dal disco di accrescimento alla protostella.

La nuova tecnica ha permesso di misurare per la prima volta la struttura del campo magnetico in tre dimensioni, attorno alla protostella. La struttura è incredibilmente simile a quella osservata nelle protostelle di minore massa. Per determinare la sua struttura, i ricercatori hanno usato il il radio telescopio MERLIN alla lunghezza d'onda di 5 cm amplificata da molecole di metanolo, che hanno reso possibile l'ottenimento dei risultati, alla stessa maniera di come il laser amplifica la luce. Il grande successo ottenuto è nato dall'aggiornamento del MERLIN a e-MERLIN, cioè una rete di telescopi che lo rendono 10 volte più sensibile, in cui il Dr. Vlemmings è lo scienziato leader del progetto.

A cura di Arthur McPaul

Link: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/02/100218092850.htm

 

English:
Massive Stars’ Magnetically Controlled Diets

ScienceDaily (Feb. 18, 2010)

A team of astronomers, led by Dr. Wouter Vlemmings at Bonn University, has used the MERLIN radio telescope network centred on the Jodrell Bank Observatory to show that magnetic fields play an important role during the birth of massive stars. Magnetic fields are already known to strongly influence the formation of lower-mass stars like our Sun. This new study reveals that the way in which high-mass and low-mass stars form may be more similar than previously suspected. 

The scientists report their work in the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Massive stars, more than 8 times the mass of the Sun, are crucial to the formation of other stars, planets and even life. Though rare, they dominate the content and evolution of the interstellar material in the Galaxy and are responsible for the production of heavy elements such as iron. However, the question of how massive stars are formed has proved extremely difficult to answer. The role of magnetic fields in particular has been a topic of great debate. Many scientists thought that radiation and turbulence would be the more dominant factors, and hence their formation process would be significantly different from that of less massive stars such as our Sun.
"While magnetic fields have been observed in the clouds of molecular hydrogen from which stars form, observations close to massive stars have up to now been in short supply," says Vlemmings. "If the formation of massive stars is similar to their lighter counterparts, we should be able to detect the strong magnetic fields needed to both produce the jets and stabilize the disks associated with them."

For the first time, Wouter Vlemmings and his collaborators have managed to observe the 3-dimensional magnetic field structure around the disk of the massive newly forming star (or protostar) Cepheus A HW2. At a distance of 2300 light years from the Sun, Cepheus A is one of the nearest regions where massive stars form and earlier observations of this region revealed the presence of a disk from which the gas falls on to HW2. In their new observations, the astronomers have found that the magnetic field is surprisingly regular and strong, implying that it is controlling how the matter is transferred through the disk to feed the growing embryonic star.

"Our new technique allows us for the first time to measure the 3D structure of the magnetic field around a massive protostar. We can see that its structure is surprisingly similar to how we think the field looks when much smaller stars form," adds co-author Huib Jan van Langevelde, director of the Joint Institute for Very Long BaseIine Interferometry in Europe (JIVE).

To determine the magnetic field structure, the researchers used the MERLIN telescope array to observe radio waves (with a wavelength of approximately 5 cm) that are amplified by methanol molecules. These methanol molecules, the simplest of the alcohol compounds, are found in regions surrounding the massive disk around HW2, which extend over a region 10 times the size of our Solar System. Such regions are called masers, because they amplify microwave radiation in the same way a laser amplifies light radiation. Even though a strong magnetic field produces only a very weak signature in the signal from the methanol molecules, this amplification is strong enough to make the new work possible.

These new observations will be a cornerstone of one of the first major scientific legacy projects to be carried out with the new e-MERLIN radio telescope network. e-MERLIN is a major upgrade to the MERLIN network that made it 10 times more sensitive. The legacy project, of which Dr. Vlemmings is one of the lead scientists, will use the unique capabilities of the upgraded network to reveal both the magnetic field and the immediate surroundings of many massive protostars of different ages.

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