La Terra si trova in un vuoto di 1.000 anni luce circondato da migliaia di giovani stelle, ma come si sono formate quelle stelle?
In un articolo apparso sulla rivista Nature, gli astronomi del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian ( CfA ) e lo Space Telescope Science Institute (STScI) ricostruiscono la storia evolutiva del nostro quartiere galattico, mostrando come una catena di eventi iniziata 14 milioni di anni fa abbia portato alla creazione di una vasta bolla responsabile della formazione di giovani stelle intorno a noi.
“Questa è davvero una storia originale; per la prima volta possiamo spiegare come è iniziata tutta la formazione stellare vicina”, afferma l’astronoma ed esperta di visualizzazione dei dati Catherine Zucker che ha completato il lavoro durante una borsa di studio presso il CfA.
La figura centrale del documento, un’animazione spazio-temporale 3D, rivela che tutte le giovani stelle e le regioni di formazione stellare – entro 500 anni luce dalla Terra – si trovano sulla superficie di una bolla gigante nota come Bolla Locale. Mentre gli astronomi sanno della sua esistenza da decenni, gli scienziati ora possono vedere e comprendere l’inizio della Bolla Locale e il suo impatto sul gas che la circonda.
La fonte delle nostre stelle: la bolla locale
Utilizzando una serie di nuovi dati e tecniche di scienza dei dati, l’animazione spaziotemporale mostra come una serie di supernove esplose per la prima volta 14 milioni di anni fa, abbia spinto il gas interstellare verso l’esterno, creando una struttura simile a una bolla con una superficie matura per la formazione stellare.
Oggi, sulla superficie della bolla si trovano sette famose regioni di formazione stellare o nubi molecolari, regioni dense nello spazio in cui possono formarsi le stelle.
“Abbiamo calcolato che circa 15 supernove sono esplose nel corso di milioni di anni per formare la bolla locale che vediamo oggi”, ha affermato Zucker, che ora è Hubble Fellow della NASA presso STScI.
La bolla dalla forma strana non è dormiente e continua a crescere lentamente, osservano gli astronomi.
“Sta procedendo per inerzia a circa 4 miglia al secondo”, ha detto Zucker. “Ha perso la maggior parte della sua grinta e si è praticamente stabilizzata in termini di velocità.”
La velocità di espansione della bolla, così come le traiettorie passate e presenti delle giovani stelle che si formano sulla sua superficie, sono state ricavate utilizzando i dati ottenuti da Gaia, un osservatorio spaziale lanciato dall’Agenzia spaziale europea.
“Questa è un’incredibile storia poliziesca, guidata sia dai dati che dalla teoria”, ha affermato la professoressa di Harvard e astronoma del Center for Astrophysics Alyssa Goodman, coautrice dello studio e fondatrice di glue, il software di visualizzazione dei dati che ha consentito la scoperta.
“Possiamo ricostruire la storia della formazione stellare intorno a noi utilizzando un’ampia varietà di indizi indipendenti: modelli di supernova, moti stellari e nuove squisite mappe 3D del materiale che circonda la Bolla Locale”.
Bolle ovunque?
“Quando la prima supernova che ha creato la Bolla Locale è esplosa, il nostro Sole era lontano dall’azione”, ha affermato il coautore João Alves, professore all’Università di Vienna. “Ma circa cinque milioni di anni fa, il percorso del Sole attraverso la galassia lo portò direttamente nella bolla, e ora il Sole si trova – solo per fortuna – quasi proprio al centro della bolla”.
Oggi, mentre gli esseri umani scrutano lo spazio vicino al Sole, hanno un posto in prima fila nel processo di formazione stellare che si verifica tutt’intorno alla superficie della bolla.
Gli astronomi hanno teorizzato per la prima volta che le superbolle erano pervasive nella Via Lattea quasi 50 anni fa . “Ora, abbiamo le prove – e quali sono le possibilità che siamo proprio nel bel mezzo di una di queste cose?” chiede Goodman. “Statisticamente, è molto improbabile che il Sole sarebbe centrato in una bolla gigante se tali bolle fossero rare nella nostra Via Lattea”, spiega.
Goodman paragona la scoperta a una Via Lattea che ricorda il formaggio svizzero bucato, dove i buchi nel formaggio vengono fatti esplodere dalle supernove e nel formaggio possono formarsi nuove stelle attorno ai buchi creati dalle stelle morenti.
Successivamente, il team, incluso il coautore e dottorando di Harvard Michael Foley, prevede di mappare più bolle interstellari per ottenere una visione 3D completa delle loro posizioni, forme e dimensioni. Tracciare le bolle e la loro relazione tra loro consentirà alla fine agli astronomi di comprendere il ruolo svolto dalle stelle morenti nel dare vita a nuove stelle nella struttura e nell’evoluzione di galassie come la Via Lattea.
Zucker si chiede: “Dove si toccano queste bolle? Come interagiscono tra loro? In che modo le superbolle guidano la nascita di stelle come il nostro Sole nella Via Lattea?”
Ulteriori coautori del documento sono Douglas Finkbeiner e Diana Khimey del CfA; Josefa Groβschedland Cameren Swiggum dell’Università di Vienna; Shmuel Bialy dell’Università del Maryland; Joshua Speagle dell’Università di Toronto; e Andreas Burkert dell’Osservatorio universitario di Monaco.
