Comunicato Stampa

ALMA scova un bozzolo stellare con una chimica insolita

Il primo nel suo genere scoperto fuori dalla Via Lattea

29 Settembre 2016

Sfruttando ALMA, un’equipe di astronomi giapponesi ha scoperto una massa calda e densa di molecole complesse che avvolge una stella appena nata. Questo eccezionale nucleo molecolare caldo è il primo nel suo genere a essere stato rilevato fuori dalla Via Lattea. Il nucleo ha una composizione chimica molto diversa da quella di oggetti simili nella nostra galassia — un indizio allettante del fatto che la chimica dell’Universo potrebbe essere molto più varia del previsto.

Un’equipe di ricercatori giapponesi ha sfruttato la potenza di ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) per osservare una stella massiccia conosciuta con il nome di ST11 [1], che si trova nella Grande Nube di Magellano (LMC), una vicina galassia nana. Sono state rilevate emissioni di diversi gas molecolari a indicare che esisteva una regione in cui è concentrato gas molecolare relativamente caldo e denso intorno alla stella appena nata ST11. Questa era la prova che l’eqiupe aveva trovato qualcosa di mai visto prima fuori dalla Via Lattea — un nucleo molecolare caldo [2].

Takashi Shimonishi, astronomo all’Università del Tohoku, in Giappone, e primo autore dell’articolo scientifico, ne ha parlato con entusiasmo: “Si tratta del primo rilevamento di un nucleo molecolare caldo extragalattico e questo dimostra la grande capacità dei telescopi di nuova generazione di studiare fenomeni astro-chimici oltre la nostra galassia."

Le osservazioni di ALMA hanno rivelato che questo nucleo, scoperto di recente nella LMC, ha una composizione molto diversa da oggetti simili che si trovano nella Via Lattea. Le impronte chimiche che caratterizzano il nucleo della LMC comprendono molecole familiari come l’anidride solforosa (o diossido di zolfo), il monossido di azoto e la formaldeide — insieme alla polvere onnipresente. Ma nel nucleo molecolare caldo scoperto di recente, diversi composti organici, compreso il metanolo (il più semplice degli alcoli), mostravano un’abbondanza incredibilmente bassa. Al contrario, è stato osservato che i nuclei nella nostra galassia contengono un’ampia varietà di molecole organiche complesse, tra cui metanolo e etanolo.

Takashi Shimonishi spiega: "Le osservazioni suggeriscono che le composizioni chimiche della materia che forma stelle e pianeti sono molto più varie di quanto ci si aspettasse”.

La LMC ha un’abbondanza molto bassa di elementi diversi da idrogeno o elio [3]. L'equipe di ricerca ritiene che questo incredibile ambiente galattico abbia influenzato i processi di formazione molecolare che avvengono intorno alla neonata stella ST11. Questo potrebbe spiegare le differenze osservate nelle composizioni chimiche.

Non è ancora chiaro se le molecole grandi e complesse rilevate nella Via Lattea esistano in nuclei molecolari caldi all’interno di altre galassie. Le molecole organiche complesse sono di particolare interesse perché alcune di esse sono associate alle molecole prebiotiche formatesi nello spazio. Questo oggetto scoperto di recente in uno dei vicini galattici più prossimi a noi è un bersaglio eccellente che può aiutare gli astronomi a risolvere la questione. Questo pone anche un altro interrogativo: quale effetto potrebbe avere la diversità chimica delle galassie sullo sviluppo della vita extragalattica?

Note

[1] Il nome completo di ST11 è 2MASS J05264658-6848469. Questa giovane stella massiccia dal nome orecchiabile è un oggetto stellare giovane (YSO, o Yourng Stellar Object in inglese). Anche se sembra che sia una stella singola, potrebbe essere in realtà un ammasso molto compatto di stelle, o un sistema stellare multiplo.  È stata oggetto delle osservazioni effettuate dall'equipe scientifica. Grazie ai risultati, si è potuto capire che ST11 è avvolta da un nucleo molecolare caldo.

[2] I nuclei molecolari caldi devono essere: (relativamente) piccoli, con un diametro inferiore a mezzo anno luce; avere una densità al di sopra di un centinaio di miliardi di molecole per metro cubo (di gran lunga inferiore rispetto a quella terrestre, ma elevata per un ambiente interstellare); caldi, con una temperatura superiore a -173 gradi C. Pertanto, sono più caldi di almeno 80 gradi C rispetto a una normale nube molecolare, nonostante siano di densità simile. Questi nuclei caldi si formano nelle prime fasi dell’evoluzione di stelle massicce e giocano un ruolo chiave nella formazione di sostanze chimiche complesse nello spazio.

[3] Le reazioni di fusione nucleare, che avvengono quando una stella ha finito di fondere l’idrogeno in elio, generano elementi più pesanti. Questi vengono espulsi nello spazio quando le stelle massicce muoiono esplodendo come supernove. Perciò, mentre il nostro Universo invecchiava, l’abbondanza di elementi pesanti aumentava. Grazie alla bassa abbondanza di elementi pesanti, la LMC fornisce un’immagine dei processi chimici che avevano luogo nell’Universo primordiale.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato in un articolo pubblicato sulla rivista Astrophysical Journal il 9 agosto 2016, intitolato The Detection of a Hot Molecular Core in the Large Magellanic Cloud with ALMA.

L'equipe è composta da Takashi Shimonishi (Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences & Astronomical Institute, Tohoku University, Giappone), Takashi Onaka (Department of Astronomy, The University of Tokyo, Giappone), Akiko Kawamura (National Astronomical Observatory of Japan, Giappone) e Yuri Aikawa (Center for Computational Sciences, The University of Tsukuba, Giappone).

ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l'Europa, la U.S. National Science Foundation (NSF) e gli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS),  in cooperazione con la repubblica del Cile. ALMA è stato fondato dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'NSF in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e il National Science Council di Taiwan (NSC) e dal NINS in cooperazione con l'Accademia Sinica di Taiwan (AS) e l'Istituto di Astronomia e Scienze Spaziali della Corea (KASI).

La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Asia Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Contatti

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Tohoku University, Sendai, Miyagi, Japan
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