I venti galattici svelano un processo di continua formazione di idrocarburi nel nucleo della galassia M82
La presenza di idrocarburi nelle regioni circumstellari è nota da tempo. Tuttavia, le recenti osservazioni di James Webb nel nucleo della galassia M82 svelano nuovi dettagli sulla loro formazione e sul ruolo dei venti galattici.
Particolare interesse nei confronti della galassia M82, a circa 12 milioni di anni luce dalla Terra in direzione della costellazione dell’Orsa Maggiore, nasce per il suo elevatissimo tasso di formazione stellare. Questo addirittura è fino a 10 volte superiore a quello misurato nostra Galassia. Per questa sua caratteristica, la galassia M82 viene considerata come “prototipo di galassia starburst”.
Il processo di formazione stellare, a sua volta, genera venti stellari che, quando associati ad attività di starburst come quella osservata in M82, generano venti su scale spaziali ben superiori, veri e propri venti galattici.
Le osservazioni di James Webb
Recentemente, un team di ricercatori, guidato dall’astronomo Alberto Bolatto dell’University of Maryland, hanno utilizzato la camera infrarossa NIRCam del telescopio spaziale James Webb per rivisitare la galassia M82. La rivisitazione di questa galassia già parecchio studiata era giustificata dalle maggiori potenzialità di James Webb in termini di risoluzione spaziale rispetto alle precedenti osservazioni effettuate con i telescopi Spitzer e Hubble.
Come puntualizza il primo autore dello studio, che verrà a breve pubblicato sulla rivista Astrophysical Journal, il processo di nascita delle stelle è stato sempre circondato da una sorta di mistero, in quanto esso viene completamente nascosto alla vista da una coltre di polveri e gas.
Tuttavia, con l’avvento dell’astronomia infrarossa, a queste lunghezze d’onda si riesce a penetrare questa coltre e a vedere in dettaglio, grazie all’elevata risoluzione spaziale dei telescopi di ultima generazione, questo processo di nascita.
Nelle immagini di James Webb, ogni puntino bianco è una stella o un ammasso di stelle, per cui, a differenza delle precedenti immagini di questa galassia, oggi stiamo riuscendo a capire nel dettaglio cosa sta avvenendo nel cuore di questa galassia.
La formazione di idrocarburi
L’immagine ad alta risoluzione della camera NIRCam mostra per la prima volta l'esistenza di strutture filamentose di colore rosso che si dipartono dal piano della galassia in entrambe le direzioni.
Queste strutture sono costituite da idrocarburi policiclici aromatici (chiamati in inglese PAH) i quali sono resi visibili dalla radiazione emessa dalle giovani stelle appena formate. La particolare struttura filamentosa di questi PAH rivela la presenza di intensi venti galattici di origine stellare, che appunto ne modellano la forma.
Sono i venti stellari prodotti nella regione di formazione che, soffiando e propagandosi su scale galattiche, conferiscono al gas di idrocarburi policiclici aromatici e alle polveri interstellari questa particolare struttura filamentosa.
Gli idrocarburi policiclici aromatici sono molto diffusi nell'ambiente circumstellare. Essi sono costituiti da anelli di carbonio ed idrogeno. Si stima che il 20% del carbonio galattico sia presente proprio nei PAH. Tuttavia, non sono ancora ben chiari i meccanismi di formazione.
Uno dei principali obiettivi del team di ricerca che ha recentemente osservato la galassia M82 è la comprensione dei meccanismi di formazione di questi venti galattici, sia da parte degli starburst sia delle esplosioni di supernovae, e di come questi interagiscano con l’ambiente circostante.
Quale la novità!
La scoperta inaspettata da parte del team è stata quella di osservare come questi filamenti di idrocarburi policiclici aromatici sia stazionaria, cioè rimanga pressoché immutata nel tempo
Infatti, si sa che gli idrocarburi policiclici aromatici hanno una vita media breve nel momento in cui vengono esposti all’intensa radiazione ultravioletta emessa dalle giovani stelle.
Il fatto di osservare i PAH nel nucleo di M82 come strutture stazionarie significa che deve esistere un meccanismo di continuo rifornimento che sostituisce i PAH distrutti dalla radiazione con nuovi PAH. Sicuramente, i venti galattici prodotti dagli starburst giocano un ruolo fondamentale in questo processo di continuo rifornimento.
Queste scoperte mostrano come ci sia ancora molto da studiare e capire riguardo la formazione stellare e di come questa interagisca con lo spazio circostante.
Prossimi passi in questa direzione saranno l'acquisizione di dati spettroscopici e la ricerca di simili strutture su altre galassie in cui hanno luogo starbursts.