Gli astronomi hanno lottato a lungo per scrutare il “vivaio” dell’universo. Poiché le nuove stelle nascono in profondità all’interno di nubi spesse e opache di gas molecolare e polvere, rimangono nascoste ai tradizionali telescopi ottici. Tuttavia, una recente scoperta che utilizza le onde radio ha permesso agli scienziati di “vedere” attraverso questi veli cosmici, pesando le stelle appena nate osservandone la danza orbitale.
La sfida del velo cosmico
Le stelle iniziano la loro vita come dense sacche all’interno di vaste nubi di gas idrogeno. Quando la gravità attira questo materiale verso l’interno, il nucleo si riscalda, accendendo infine una stella. Questo processo è altamente dinamico; una giovane stella continua ad attirare il gas circostante, crescendo in massa anche quando inizia a brillare.
Il problema centrale per gli astronomi è la visibilità. Durante questo critico primo milione di anni di vita, le stelle sono avvolte in bozzoli scuri e polverosi che bloccano la luce visibile e anche gran parte della luce infrarossa. Ciò rende incredibilmente difficile osservare il processo di crescita in tempo reale.
Comprendere questa fase è vitale perché la massa è la proprietà fondamentale di una stella. La massa di una stella determina:
– La sua luminosità (luminosità)
– La sua temperatura superficiale
– Tutta la sua durata
– Il suo destino finale (se diventi una nana bianca o una supernova)
Attualmente, gli astronomi sanno che le stelle di piccola massa sono molto più comuni delle stelle di grande massa – un concetto noto come Funzione di massa iniziale – ma non dispongono di dati osservativi per spiegare completamente il motivo per cui esiste questa distribuzione.
Utilizzo delle onde radio per tracciare il movimento orbitale
Per aggirare la polvere, i ricercatori si sono rivolti alla radioastronomia. A differenza della luce visibile, le onde radio possono attraversare senza ostacoli dense nubi di gas.
Un gruppo di ricerca guidato da Sergio A. Dzib Quijano del Max Planck Institute for Radio Astronomy ha utilizzato il Very Long Baseline Array (VLBA), un’enorme rete di radiotelescopi negli Stati Uniti, per studiare il complesso molecolare di Orione. Situata a circa 1.300 anni luce di distanza, questa regione è una delle aree di formazione stellare più attive nel nostro cielo.
Il team si è concentrato sui sistemi binari : coppie di stelle che orbitano attorno a un centro di massa comune. Tracciando queste orbite, i ricercatori hanno applicato le leggi della fisica per calcolare le masse delle stelle:
1. Il team ha osservato il periodo orbitale (quanto tempo impiega una rivoluzione).
2. Hanno misurato la velocità (quanto velocemente si muovono le stelle).
3. Analizzando questi “movimenti di danza”, hanno potuto ricavare matematicamente la massa esatta delle stelle coinvolte.
Testare le leggi dell’evoluzione stellare
La precisione del VLBA ha permesso al team di tracciare 15 sistemi binari con una precisione al millisecondo. Questa alta risoluzione ha portato a diversi risultati chiave:
- Determinazione della massa: il team ha determinato con successo le masse per sette sistemi.
- Convalida della teoria: in quattro di questi sistemi, le misurazioni erano così precise che potevano essere calcolate in base ai “principi primi”, senza fare affidamento sui modelli teorici esistenti.
- Perfezionamento dei modelli: I risultati hanno mostrato che la maggior parte delle masse misurate era in linea con le attuali previsioni teoriche. Tuttavia, le discrepanze riscontrate in alcuni sistemi suggeriscono che, sebbene i nostri modelli attuali siano in gran parte corretti, richiedono un ulteriore perfezionamento per tenere conto delle complessità della crescita stellare.
“Queste accurate misurazioni della massa ora trasformano Orion in un laboratorio di precisione per testare il modo in cui le giovani stelle si formano ed evolvono”, ha osservato Jazmin Ordonez-Toro dell’Universidad Nacional Autónoma de México.
Conclusione
Utilizzando le onde radio per aggirare la polvere cosmica, gli astronomi hanno trasformato la nebulosa di Orione in un banco di prova per la fisica stellare. Queste misurazioni precise della massa forniscono i dati mancanti necessari per colmare il divario tra i modelli teorici e la realtà effettiva di come nascono le stelle.
