La strana geometria della protostella risolverà il puzzle del momento angolare?

SCOPERTE – La nascita delle stelle simili al nostro Sole rappresenta ad oggi ancora un mistero per l’astrofisica, ma ogni giorno una scoperta ci avvicina alla sua risoluzione. L’ultimo tassello di quello che è considerato un grande puzzle arriva dal lavoro degli scienziati dell’istituto RIKEN in Giappone, che hanno scoperto come la protostella L1527, che si trova a 450 anni luce dalla Terra, abbia una geometria decisamente complessa, molto più di quanto ipotizzato dalle teorie elaborate fino ad oggi.

Ma come nasce una stella? Innanzitutto c’è bisogno di una regione di formazione stellare, cioè una zona dell’universo in cui si ha un addensamento di polveri e gas in una nube molecolare. Proprio in questa zona le correnti all’interno della nube portano alla formazione della protostella, ma è qui che si pone un problema, noto come il problema del momento angolare nella formazione stellare. La nube di gas infatti ha una certa rotazione, dunque tutti i suoi elementi hanno un dato momento angolare. Quando il gas collassa all’interno della nube, il processo continua fino a quando la spinta gravitazionale della stella nascente non è bilanciata dalla forza centrifuga, cioè fino a quando non raggiunge la cosiddetta barriera centrifuga.

A oggi non è chiaro come il gas all’interno della nube dopo aver iniziato a collassare riesca a formare un involucro e a uscirne, trovando così la sua strada fino alla formazione di una protostella. Una risposta arriva dallo studio pubblicato sulla rivista Mnas dal gruppo del RIKEN guidato da Nami Sakai, che ha utilizzato i dati del telescopio ALMA, una rete di 66 dischi radio che si trova nel deserto Atacama in Cile. Il potente radiotelescopio ha permesso di ottenere delle immagini e dei dati proprio dalle regioni protostellari del cielo e in particolare dalla Nuvola Molecolare del Toro, dove la protostella L1527 è stata identificata e studiata.

Gli scienziati guidati dalla Sakai sono riusciti così a scoprire che la protostella ha un disco protoplanetario rotante che è circondato da un grande involucro di molecole e polveri. Se gli astronomi si aspettavano un involucro dalla geometria regolare, le osservazioni di Alma li hanno lasciati a bocca aperta. La transizione dall’involucro di gas e polveri che poi diventerà il disco protoplanetario, la regione dove si formeranno i pianeti dell’appena nato sistema stellare, presentava una geometria decisamente complessa, come ha spiegato la Sakai: “quando abbiamo guardato i dati delle osservazioni, abbiamo realizzato che la regione vicino alla barriera centrifuga, da cui le particelle non possono più fuggire, è molto complessa e abbiamo realizzato che analizzare i movimenti in queste zone di transizione può essere cruciale per comprendere come l’involucro collassa.

Le nostre osservazioni hanno evidenziato che c’è un allargamento dell’involucro in quel punti, che indica la probabile presenza di un “ingorgo” nella regione appena fuori dalla barriera centrifuga, dove il gas si surriscalda per via degli urti tra particelle. E’ chiaro dalle osservazioni che una parte significativa del momento angolare è dispersa dal gas che viene eiettato in direzione verticale dal disco protoplanetario piatto che si forma intorno alla protostella”.

La Sakai e i suoi colleghi per descrivere quanto osservato hanno scelto di usare un modello puramente balistico, dove cioè le particelle si comportano come dei semplici proiettili, e hanno verificato che questo comportamento è decisamente compatibile con i dati raccolti e analizzati e altre osservazioni saranno necessarie per continuare a svelare il complicato meccanismo di formazione ed evoluzione stellare.

La strana geometria della protostella L1527 diventa così un prezioso tassello nella risoluzione del puzzle del momento angolare e promette di ridefinire quello che sapiamo sulla dinamica della formazione stellare, aiutandoci così a comprendere non solo quali sono i processi di collasso della nube molecolare e di formazione della protostella, ma anche come nasce un sistema stellare e svelando anche l’evoluzione del nostro sistema solare.

@oscillazioni

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