La spettacolare nascita delle stelle massicce nelle immagini di James Webb

La nascita delle stelle massicce, cioè con masse oltre 8 volte superiori a quella del Sole, è accompagnata da una serie di fenomeni che, agli occhi del telescopio spaziale James Webb, rivelano la loro spettacolare bellezza e particolarità.

HH 979 — Immagine dell'oggetto Herbig-Haro 797 ottenuta dal telescopio James Webb. Credit: ESA/Webb, NASA; CSA, T. Ray (Dublin Institute for Advanced Studies)

Nel momento in cui in una nube molecolare gigante, costituita prevalentemente di idrogeno, si innesca il processo di frammentazione e collasso che porterà alla formazione di nuove stelle, sappiamo che si formeranno stelle di tutte le taglie, dalle meno massicce, le cosiddette nane brune, alle più massicce.

La taglia “preferita” in questi processi è quella solare. Infatti, le stelle di massa simile o inferiore a quella del Sole sono le più numerose nella nostra Galassia. Inoltre, il processo di formazione rivela una particolare attitudine alla “socialità”, cioè le stelle tendono a formarsi prevalentemente in coppia o in sistemi multipli, piuttosto che nascere come stelle singole.

Le stelle molto massicce, quindi con masse superiori alle 8 masse solari, durante il loro processo di nascita, non solo si formano con un disco di polveri e gas che ruota attorno alla stella e nel quale si formeranno pianeti - analogamente a quanto avviene per le stelle più piccole come il Sole - ma creano attorno a sé un ambiente molto particolare che tecnicamente viene chiamato Herbig-Haro (HH).

Cosa sono gli Herbig-Haro (HH)

Gli oggetti Herbig-Haro (HH) sono delle nebulose luminescenti che si formano quando il gas e le polveri presenti nelle vicinanze della stella neonata vengono investiti da jets di plasma stellare che fuoriesce a velocità supersoniche dai poli della stella neonata.

Durante le primissime fasi di vita della stella neonata, il disco che le ruota attorno continua a trasferire polveri a gas sulla stella accrescendone la massa (si chiama infatti disco di accrescimento). Tuttavia, l’interazione tra il materiale che precipita sulla stella e l’intenso campo magnetico della neostella ha come risultato una espulsione di materiale dai poli della stella sotto forma di due jets che si propagano in direzioni opposte.

I due jets stellari, formati prevalentemente di gas ionizzato, si propagano a velocità supersoniche in direzioni opposte e quando collidono con le nubi di polvere e gas, di cui l’ambiente in cui si sono formate le stelle è molto ricco, producono delle onde d’urto che eccitano il gas delle nubi. Questo, diseccitandosi, emette una particolare luminescenza che produce questi oggetti chiamati appunto Herbig-Haro.

Questi oggetti prendono il nome da George Herbig and Guillermo Haro che indipendentemente ne coprirono la vera natura.

Recentemente, il telescopio spaziale James Webb ha osservato un Herbig-Hero già noto, chiamato HH 797, situato all’interno del giovane ammasso stellare IC 348.

Le osservazioni di James Webb

Nella parte bassa dell’immagine riportata di sotto si osserva Herbig-Haro 797 come una striscia di nebulosità colorata che si estende da bordo a bordo. James Webb, grazie alla sua elevata risoluzione spaziale, ha permesso di scoprire che esso consiste di ben due Herbig-Haro sovrapposti generati da due stelle neonate molto vicine. Queste, ancora nascoste dalle loro polveri, si trovano nella parte destra della striscia colorata, contrassegnate dal cerchietto sovrapposto all'immagine.

Da questo punto si dipartono i jets di plasma che si prolungano in direzioni opposte (come indicato dalle frecce tratteggiate sovrapposte all'immagine): due verso destra che si allontanano dall’osservatore (appaiono più corti per un effetto di prospettiva ) e due verso sinistra che si stanno avvicinando all’osservatore.

A mano a mano che questi jets collidono con il gas presente lungo il loro percorso le onde d’urto eccitano il gas che raggiunge migliaia di gradi e successivamente diseccitandosi produce la luminescenza che forma la striscia colorata.

Le molecole e gli atomi del gas interstellare ricevono energia dai jets di plasma emessi dalla stella. L'energia ricevuta permette ai loro elettroni di passare a livelli di energia più alti (eccitamento). Poi, ritornando al loro livello energetico di partenza, rilasciano l'energia ricevuta (diseccitazione) sotto forme di radiazione elettromagnetica, che rende il gas luminescente.

Nella parte superiore dell’immagine si osserva anche una giovanissima stella, nascosta dalle polveri che la circondano, che con la sua intensa radiazione ad alta energia illumina il gas delle regioni circostanti producendo anch’essa una nebulosa.

Recentemente, James Webb aveva osservato molto vicino a HH 979 un altro oggetto Herbig-Haro, HH 211, appartenente alla stessa regione di formazione.

In questo caso si tratta di una stella singola (anch'essa ancora inviluppata nelle sue polveri) che ha prodotto una sola coppia di jets di plasma.