20 maggio 2022
GAS NELLA VIA LATTEA
FRIZZANTE COME UN CALICE DI SPUMANTE
Un gruppo
internazionale di astronomi, guidato da Juan Diego Soler dell'Istituto
Nazionale di Astrofisica (INAF), ha trovato l'impronta di bolle prodotte
dall'esplosione di stelle di grande massa nella struttura del gas che pervade
la Via Lattea, nostra galassia. La scoperta è stata ottenuta applicando
tecniche di intelligenza artificiale ai dati della campagna osservativa HI4PI,
che fornisce la mappa ad oggi più dettagliata della distribuzione dell'idrogeno
atomico nella Via Lattea. Gli scienziati hanno analizzato la struttura
filamentosa dell'emissione dell’idrogeno atomico, trovando che essa conserva
una “registrazione” dei processi dinamici indotti da antiche esplosioni di
supernova e dalla rotazione della Galassia.
L'idrogeno è il componente principale delle
stelle, compreso il Sole. Tuttavia, il processo che porta le nubi diffuse di
idrogeno gassoso che si diffondono nella nostra galassia ad assemblarsi in densi
agglomerati da cui poi si formano le stelle non è ancora del tutto compreso.
Una collaborazione di astronomi guidati da Juan Diego Soler dell'INAF di
Roma e ricercatori del progetto ECOgal, finanziato dal Consiglio Europeo della
Ricerca, ha ora compiuto un passo importante per chiarire il ciclo evolutivo
della materia prima di cui sono fatte le stelle.
Soler e il suo team ha elaborato i dati della
più dettagliata campagna osservativa su tutto il cielo riguardante l'emissione
dell'idrogeno atomico nelle onde radio, la survey HI4PI.I dati sono
stati raccoltidal radiotelescopio Parkes da 64 metri in Australia, dal
radiotelescopio Effelsberg da 100 metri in Germania e dal telescopio Robert C.
Byrd Green Bank da 110 metri (GBT) negli Stati Uniti. "Queste osservazioni
d'archivio della linea di emissione dell'idrogeno alla lunghezza d'onda di 21
cm contengono informazioni sulla distribuzione del gas nel cielo e sulla sua
velocità nella direzione di osservazione, che combinate con un modello di
rotazione della Via Lattea indicano quanto sono lontane le nubi che emettono il
segnale", spiega Sergio Molinari dell'INAF di Roma, principal
investigator del progetto ECOgal.
Per studiare la distribuzione delle nubi di
idrogeno galattiche, Soler ha sfruttato un algoritmo matematico comunemente
utilizzato nell'ispezione e nell'analisi automatica di immagini satellitari e
video online. "Abbiamo applicato le tecniche che i computer utilizzano per
trattare le immagini digitali. Poiché la mole di dati prodotta dalle
osservazioni astronomiche è enorme, è impossibile fare analisi ‘a occhio’. Se
ci limitassimo a fissare per un secondo le immagini in formato cartolina, un
essere umano impiegherebbe quasi tre giorni per esaminare tutti i dati",
commenta Soler, ricercatore colombiano che dal 2021 risiede a Roma e primo
autore dell’articolo in pubblicazione sulla rivista Astronomy&Astrophysics
che descrive la scoperta. L'algoritmo ha rivelato una rete estesa e
intricata di sottili strutture filiformi, i cosiddetti filamenti. La
maggior parte dei filamenti nella regione interna della Via Lattea è risultata
essere rivolta verso l'esterno del disco della nostra galassia, "come
vermi che si allontanano dal piano galattico", citando Carl Heiles,
uno dei pionieri nello studio della struttura atomica dell'idrogeno galattico
nel ventesimo secolo. "Si tratta probabilmente dei resti di esplosioni
multiple di supernove che spazzano via il gas e formano bolle che scoppiano
quando raggiungono la scala caratteristica del piano galattico, come le
bollicine che raggiungono la superficie in un bicchiere di spumante",
commenta Ralf Klessen, anch’egliprincipal
investigator del progetto ECOgal. "Il fatto che vediamo strutture per
lo più orizzontali nella parte esterna della Via Lattea, dove c'è una forte
diminuzione del numero di stelle massicce e di conseguenza un minor numero di
supernove, suggerisce che stiamo registrando l'apporto di energia e di quantità
di moto da parte delle stelle che modellano il gas nella nostra Galassia",
aggiunge Klessen, che lavora presso il Centro di Astronomia dell'Università di
Heidelberg in Germania.
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"Il mezzo interstellare, cioè la materia
e la radiazione che esistono nello spazio tra le stelle, è regolato dalla
formazione delle stelle e dalle supernove, violente esplosioni che si
verificano durante le ultime fasi evolutive di stelle più di dieci volte più
massicce del Sole", commenta Patrick Hennebelle, che insieme a
Klessen coordina il lavoro teorico nel progetto ECOgal. "Le associazioni
di supernove sono molto efficienti nel sostenere la turbolenza e nel sollevare
il gas in un disco stratificato", chiarisce il ricercatore del
Dipartimento di Astronomia del CEA/Saclay in Francia, "il ritrovamento di
queste strutture filamentose nell'idrogeno atomico è un passo importante per
comprendere il processo responsabile della formazione stellare su scala
galattica".
Per ulteriori
informazioni:
L’articolo The Galacticdynamicsrevealed by
the filamentarystructure in atomichydrogenemission di J. D. Soler, M.-A.
Miville-Deschenes, S. Molinari, R. S. Klessen, P. Hennebelle, L. Testi, N. M.
McClure-Griffiths, H. Beuther, D. Elia, E. Schisano, A. Traficante, P.
Girichidis, S. C. O. Glover, R. J. Smith, M. Sormani, R. Treß è in
pubblicazione sulla rivista Astronomy&Astrophysics
Contatti:
Ufficio stampa INAF- Marco Galliani,
335 1778428, ufficiostampa@inaf.it