Secondo i risultati dell’osservatorio stratosferico SOFIA, le regioni che circondano le stelle appena nate contengono acqua e altri ingredienti chiave per la vita

SOFIA, l’osservatorio stratosferico per l’astronomia a infrarossi, ha fornito una nuova visione della chimica nella regione interna che circonda le stelle giovani e massicce dove i pianeti futuri potrebbero iniziare a formarsi. Ha trovato enormi quantità di acqua e molecole organiche in queste nuvole che vorticano a forma di disco, offrendo nuove soluzioni su come alcuni degli ingredienti chiave della vita vengono incorporati nei pianeti durante le prime fasi della formazione. Un processo simile probabilmente è avvenuto durante la formazione del Sole e dei pianeti rocciosi interni del nostro sistema solare, compresa la Terra. I risultati sono pubblicati sull’Astrophysical Journal.

Stiamo vedendo molte più firme molecolari di quante ne siano mai state viste prima a queste lunghezze d’onda“, ha detto Andrew Barr, l’autore principale dello studio e candidato al dottorato presso l’Università di Leida nei Paesi Bassi. “Abbiamo scoperto che queste stelle sono come fabbriche chimiche che producono molecole importanti per la vita così come la conosciamo“.

Disco stellare
Illustrazione di un disco polveroso che ruota attorno a una massiccia stella appena nata che è circa 40 volte la dimensione del Sole. Credit: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter

Le osservazioni ad infrarossi

Le osservazioni a infrarossi di SOFIA offrono una visione impareggiabile della chimica delle stelle. Quando la luce visibile viene diffusa nei suoi colori componenti, appare un arcobaleno. Quando la luce infrarossa viene interrotta nei suoi componenti, rivela una serie di linee luminose, chiamate spettri. Ogni elemento crea una linea unica, quindi le linee fungono da “impronte digitali chimiche”. Gli scienziati li usano per identificare quali sostanze sono dentro e intorno alle stelle. Gli strumenti di SOFIA possono rilevare piccoli dettagli nelle impronte chimiche dei nuclei di stelle giovani e massicce, in modo simile a come le immagini ad alta risoluzione rivelano minuscole caratteristiche. Queste informazioni sulle stelle massicce, più di 40 volte la massa del nostro Sole, possono essere un riferimento per il James Webb Space Telescope della NASA , che studierà la formazione di stelle delle dimensioni del Sole.

Questo studio è molto eccitante in quanto dimostra il potere degli osservatori a infrarossi di rilevare la presenza di semplici composti organici che erano importanti per l’origine della vita sulla Terra, e probabilmente su altri pianeti“, ha detto Klaus Pontoppidan, scienziato del progetto per il telescopio Webb a lo Space Telescope Science Institute. “Uno degli obiettivi più importanti di Webb e SOFIA è comprendere le origini di stelle e pianeti e, in ultima analisi, noi stessi.

AFGL 2591
AFGL 2591. Credit: C. Aspin et al., NIRI, Gemini Obs., NSF

La formazione delle stelle

Le stelle si formano quando le nuvole celesti collassano, alimentando un disco rotante di gas e polvere in un nucleo centrale. SOFIA ha osservato questo processo in corso intorno a due stelle massicce, AFGL 2591 e AFGL 2136, ciascuna a circa 3.000 anni luce di distanza rispettivamente nella costellazione del Cigno e nella Nebulosa Juggler. L’osservatorio ha scoperto che le regioni interne di questi dischi vengono riscaldate dall’interno verso l’esterno, trasformando il gas che circonda il nucleo in una composizione completamente diversa. All’interno delle stesse aree del disco in cui si sarebbero formati i pianeti c’era una “zuppa chimica di molecole organiche”, tra cui acqua, ammoniaca, metano e acetilene, che è un elemento chimico di molecole organiche più grandi e complesse.

SOFIA
Specchio principale del telescopio SOFIA a bordo del Boeing 747SP.
Credit: NASA/Tom Tschida
Studi futuri

Ulteriori studi di SOFIA su altre giovani stelle massicce approfondiranno la nostra comprensione dei processi che creano molecole organiche. Poiché le osservazioni di SOFIA indicano che la formazione stellare massiccia è una versione ingrandita di ciò che sta accadendo nelle stelle più piccole, delle dimensioni del Sole, questi nuovi studi possono essere di beneficio per Webb. Mentre il telescopio estremamente sensibile di Webb sarà in grado di rilevare alcuni dei segnali più deboli delle molecole presenti intorno a stelle simili al Sole, SOFIA può identificare in modo inequivocabile le composizioni chimiche delle molecole attorno a stelle più massicce. Ciò aiuterà gli scienziati che utilizzano Webb a interpretare i segnali più deboli.

SOFIA è su un aereo di linea Boeing 747SP modificato per trasportare un telescopio di 2,69 metri di diametro. È un progetto della NASA e del Centro aerospaziale tedesco, DLR. 

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