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Il nucleo della Via Lattea visto in infrarosso rivela caratteristiche normalmente nascoste da gas e polvere

Il più grande telescopio aereo del mondo, SOFIA, ha sbirciato nel cuore della Via Lattea e catturato un’immagine nitida della regione. Con la sua capacità di vedere nell’infrarosso, SOFIA (Osservatorio stratosferico per l’astronomia infrarossa) è in grado di osservare il centro della Via Lattea, una regione dominata da dense nuvole di gas e polvere che bloccano la luce visibile. In quelle nuvole dense nascono le stelle e le ultime immagini ci chiariscono come si formano le stelle massicce.

Uno dei misteri nella regione centrale della nostra galassia riguarda la formazione di stelle, in particolare quelle enormi. Mentre la regione contiene molto più gas e polvere rispetto ad altre regioni della galassia, lì si formano meno stelle massicce: 10 volte meno del previsto. Immagini ad alta risoluzione della ragione èsono difficili da ottenere a causa della presenza di gas e polvere tra la Terra e il nucleo.

Arches Quintuplet
Arches Cluster (L) e il Quintuplet Cluster (R.) Sebbene il Quintuplet Cluster sia stato chiamato per le prime cinque stelle osservate, ora sappiamo che il cluster contiene un gran numero di enormi giovani stelle, proprio come Arches Cluster. Credito di immagine: (L) di ESO / P. Espinoza – http://www.eso.org/public/images/eso0921a/, CC BY 3.0. (R) Di ESA / Hubble, CC BY 4.0

Gli astronomi che lavorano con SOFIA hanno catturato un’immagine che potrebbe far luce sulla nascita di stelle enormi. Gli scienziati hanno combinato la potenza di SOFIA con lo Spitzer Space Telescope della NASA e l’osservatorio spaziale Herschel dell’ESA per ottenere questa immagine. L’immagine mostra l’ Arches Cluster , che contiene la più densa concentrazione di stelle nella Via Lattea. Evidenzia anche il Cluster Quintuplet , che ospita stelle un milione di volte più luminose del Sole. Entrambi i gruppi si trovano a circa 100 anni luce dal centro galattico della Via Lattea.

SOFIA è progettata per bypassare l’atmosfera terrestre e tutti i problemi che pone per l’astronomia a infrarossi, senza le spese di un telescopio spaziale. Lo strumento FORCAST di SOFIA (Faint Object Infrared CAmera per il SOFIA Telescope) può vedere materiale nel nucleo della galassia che è caldo ed emette luce infrarossa ad una lunghezza d’onda che altri telescopi non possono osservare. Combinando i dati FORCAST con i dati dei telescopi spaziali Spitzer e Herschel, gli astronomi hanno creato un’immagine composita che mostra nuovi dettagli.

Via Lattea
Un’immagine composita a infrarossi del nucleo della galassia della Via Lattea. L’immagine ha una larghezza di 600 anni luce. Il blu e il verde (25 e 36 micron) provengono dallo strumento FORCAST di SOFIA, il rosso (70 micron) dall’Osservatorio spaziale Herschel e il bianco (8 micron) dal telescopio spaziale Spitzer. Credito di immagine: NASA / SOFIA / JPL-Caltech / ESA / Hersche

Un articolo che evidenzia i primi risultati di questo lavoro è stato presentato al The Astrophysical Journal. L’immagine è stata anche presentata per la prima volta all’incontro annuale del 2020 dell’American Astronomical Society. James Radomski è uno scienziato dell’Università di ricerca spaziale presso il SOFIA Science Center presso l’Ames Research Center della NASA nella California Silicon Valley. In un comunicato stampa, Radomski ha dichiarato:

“È incredibile vedere il nostro centro galattico con dettagli mai visti prima. Studiare quest’area è stato come cercare di assemblare un puzzle con pezzi mancanti. I dati SOFIA riempiono alcuni buchi, avvicinandoci in modo significativo ad avere un quadro completo. “

I dati stanno dando agli astronomi una nuova visione dettagliata sulle strutture vicino al Cluster di Quintuplet che potrebbero indicare la nascita di una stella. Mostra anche del materiale caldo vicino al Cluster degli Arches che potrebbe essere il seme per la formazione di nuove stelle. Questo nuovo sguardo ad alta risoluzione su queste caratteristiche potrebbe essere un indizio di come alcune delle stelle più massicce possano avvicinarsi così tanto l’una all’altra in una piccola regione, mentre le aree circostanti mostrano un tasso di nascita sorprendentemente basso di stelle.

“Comprendere come avviene la nascita di stelle al centro della nostra galassia ci fornisce informazioni che possono aiutarci a conoscere altre galassie più distanti”, ha affermato Matthew Hankins, studioso post-dottorato presso il California Institute of Technology di Pasadena, California e ricercatore principale del progetto.

Milky-Way-Magnetic-Field
Il nucleo della Via Lattea è una regione di campi magnetici complessi che possono influenzare la formazione stellare. Questa è una rappresentazione di come la nostra Galassia apparirebbe nel cielo se potessimo vedere i campi magnetici. Il piano della Galassia corre orizzontalmente attraverso il centro e la direzione del centro galattico è il centro della mappa. I colori rosso-rosa mostrano la crescente intensità del campo magnetico galattico in cui la direzione punta verso la Terra. I colori blu-viola mostrano le crescenti intensità del campo magnetico galattico in cui la direzione punta lontano dalla Terra. Credito d’immagine: Sobey et al, 2019

Il nucleo galattico potrebbe essere la regione più estrema quando si tratta di formazione stellare. Sebbene la regione contenga circa l’80% del materiale di formazione stellare della galassia, qualcosa sta rallentando il processo. È una regione di campi magnetici complessi, un potente pozzo gravitazionale, dense nuvole molecolari, turbolenze e alte temperature.

Al centro della galassia, il tasso di formazione stellare è solo di 0,1 masse solari ogni anno su 1,2 masse solari prodotte dall’intera galassia. Questo è 10 volte inferiore alle previsioni degli attuali modelli teorici. Gli scienziati sperano che questi nuovi dati di immagine aiuteranno a dare un senso alla regione e alla sua mancanza di nascita di stelle.

Ma la bassa frequenza della nascita delle stelle nel cuore della Via Lattea è solo uno dei misteri di quella regione. Un altro coinvolge Sagittario A-Star (Sgr. A *,) il buco nero supermassiccio al centro della galassia.

Un anello di materiale di circa 10 anni luce di diametro circonda Sgr. A*. Anche se è più silenzioso delle sue controparti in altre galassie a spirale, ingoia ancora materiale ed emette radiazioni ad alta energia di conseguenza. L’anello di materiale svolge un ruolo importante nell’alimentazione del materiale nel buco nero. Ma l’origine dell’anello è un enigma, in parte perché l’anello dovrebbe esaurirsi nel tempo. Ma i nuovi dati di SOFIA, Spitzer e Herschel mostrano alcune strutture nella regione che potrebbero il nuovo materiale nell’anello.

I dati di queste immagini sono stati acquisiti a luglio 2019 quando SOFIA operava vicino a Christchurch, in Nuova Zelanda, per studiare i cieli meridionali.

Sofia il telescopio volante

Non orbita come Hubble o gli altri osservatori spaziali. SOFIA, acronimo che sta per Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, vola su un aereo. Si tratta di un telescopio a infrarossi in grado di scrutare l’Universo a bordo di un Boeing 747. Grazie alle sosfisticate tecnologie di cui è dotato, SOFIA può intercettare la luce infrarossa, volando al di sopra delle nubi, scavalcando il 99 per cento del vapore acqueo dell’atmosfera terrestre che blocca la maggior parte dei raggi infrarossi. L’aereo può raggiungere quote di 13 mila metri di altitudine.

Quale telescopio astronomico aereo più grande del mondo, Sofia può produrre immagini di qualità tre volte superiori a quelle del Kuiper Airborne Observatory, che, montato su un Hercules C141, ha svolto la sua attività dal 1974 al 1996.

SOFIA telescopio

Il cuore di Sofia, ben protetto dal sole grazie a particolari filtri, è inserito in uno slot all’interno del Boeing. Attraverso l’apertura di un portello, SOFIA può gettare il suo sguardo lontano, scattare fotografie da posizioni privilegiate e compiere osservazioni impensabili per i telescopi terrestri. “Questo telescopio offre alla comunità astronomia internazionale una nuova piattaforma, altamente versatile, per studiare l’Universo”, ha detto Bob Meyer, program manager del telescopio volante.

Nel suo primo vero volo, effettuato lo scorso 30 novembre e durato 10 ore, l’occhio di SOFIA ha catturato questa immagine nell’infrarosso della nebulosa di Orione e un giovane cluster di stelle a 3mila anni luce dalla Terra. L’area dal vivido color arancione nell’estremità a destra rappresenta una regione d’intensa formazione stellare, mentre le restanti regioni sono meno attive.

Prima di Natale, sono in programma altri due viaggi sopra le nuvole, per completare la prima fase del progetto. La seconda inizierà con l’anno nuovo, nel febbraio 2001, quando sarà installata un’altra camera per osservare l’universo nel submillimetrico e lontano infrarosso.

 

Riferimenti e approfondimenti

  1. Press Release: SOFIA Reveals New View of Milky Way’s Center
  2. Research Paper (Abstract Only): Constraining Recent Star Formation in the Galactic Center: A SOFIA/FORCAST Legacy Program
  3. Universe Today: Amazing High Resolution Image of the Core of the Milky Way, a Region with Surprisingly Low Star Formation Compared to Other Galaxies
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