Come avviene formazione delle stelle e perché smettono di crescere?

Quello che abbiamo imparato sulla formazione delle stelle è che esse nascono da gigantesche nubi di idrogeno gassoso e polveri. Il gas, ruotando vorticosamente, viene e compresso a causa della gravità prodotta della nube stessa. Le particelle, aggregandosi e comprimendosi aumentano la pressione e la temperatura del gas fino a innescare, nel nucleo della nube, il processo di fusione nucleare

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Un recente studio, effettuato utilizzando i dati del telescopio spaziale Hubble della NASA (HST), ha riscritto il modello sulla formazione delle stelle. In passato pensavamo di aver capito come avviene la formazione di una protostella a partire da una nube di polveri e gas, ma oggi queste convinzioni devono essere, almeno in parte, accantonate.

Quello che abbiamo imparato sulla formazione delle stelle è che esse nascono da gigantesche nubi di idrogeno gassoso e polveri. 

Il gas, ruotando vorticosamente, viene e compresso a causa della gravità prodotta della nube stessa. Le particelle, aggregandosi e comprimendosi aumentano la pressione e la temperatura del gas fino a innescare, nel nucleo della nube, il processo di fusione nucleare.

Nonostante l’intensa forza di gravità prodotta dalla nube, la protostella in via di accrescimento non riesce ad assorbire tutto il gas e le polveri circostanti. Quale fenomeno lo impedisce?

Fino ad oggi, il modello accettato sulla formazione delle stelle presupponeva che il gas in eccesso venga spazzato via dai venti estremamente potenti prodotti dall’astro nascente. Questi venti vengono modellati e indirizzati da campi magnetici che emessi dai poli della stella. 



Attorno alla protostella in fase di formazione esistono diverse strutture con delle forme particolari a U o a V che si estendono da nord e da sud della protostella in formazione. Queste strutture, ha spiegato Nolan Habel, ricercatore dell’Università di Toledo“In realtà sono cavità scavate nel gas circostante da venti simili a uragani o da getti di materiale espulsi dai poli della protostella”.

Rivedere la teoria della formazione delle stelle

La teoria della formazione delle stelle comunemente accettata, afferma che i potenti venti emessi dalla protostella spazza il gas in eccesso, lasciando che le stelle catturino solo il 30% circa del materiale circostante. Tuttavia, il nuovo studio ribalta queste convinzioni. 

Le cavità prodotte dai getti non sembrano crescere costantemente nel tempo, il che significa che non possono giustificare da sole il perché le stelle smettono di assorbire la materia circostante. Deve esistere qualche altro processo che contribuisce a eliminare il gas rimanente che avvolge la protostella.

La scoperta è avvenuta grazie allo studio di un campione di 304 protostelle in vari stadi di formazione presenti nella Nebulosa di Orione (la regione di formazione delle stelle più vicina alla Terra). 

Gli astronomi che hanno partecipato lo studio hanno classificato le stelle in base all’età, quindi hanno utilizzato le immagini scattate dal Telescopio Spaziale  Hubble per misurare la forma e il volume delle cavità create dai getti. Si aspettavano di osservare le cavità crescere nel tempo, come il modello suggeriva, ma le predizioni non sono state osservate.

Tom Megeath, uno dei ricercatori del team ha spiegato: “Abbiamo scoperto che alla fine della fase protostellare, dove la maggior parte del gas è caduto dalla nube circostante sulla stella, un certo numero di giovani stelle ha ancora cavità piuttosto strette”,

La scoperta va contro tutte le teorie note sulla formazione delle stelle e ci sarà bisogno di ulteriori ricerche per capire cosa sta succedendo. Perché le stelle smettono di crescere, se la causa non è dei loro getti emessi dai poli?

Il team si è confrontato su alcune possibili alternative. Le nubi di gas in cui avviene la formazione delle stelle non sono dense in maniera uniforme. Hanno “filamenti” che presentano una densità più elevata dove tendono a formarsi le protostelle e le oscillazioni in questi filamenti potrebbero espellere le protostelle stesse. 

Sappiamo inoltre che le stelle non si formano sempre da sole: circa la metà di tutte le stelle simili al sole ha un partner binario. È possibile che due o più protostelle che si formano una accanto all’altra possano disturbarsi gravitazionalmente, venendo scagliate lontano dallo stesso gas in cui si formano.

Tuttavia queste sono solamente ipotesi ancora da sviluppare. Probabilmente dovremo aspettare lo sviluppo di strumenti più efficaci per avere una risposta.

Il nuovo telescopio spaziale che affiancherà il Telescopio Hubble, il potente James Webb Space Telescope, che verrà lanciato entro la fine dell’anno, potrebbe dare agli astronomi gli indizi di cui hanno bisogno per risolvere il mistero della formazione delle stelle. 

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