Archivi tag: ammassi stellari

Una galassia ‘in fiore’

L’immagine della galassia ESO 381-12 ripresa dal telescopio spaziale Hubble. Credit: NASA, ESA, P. Goudfrooij (STScI)

Una nuova immagine fornita dal telescopio spaziale Hubble ha permesso di fotografare gli inviluppi “spettrali” della galassia ESO 381-12. La struttura straordinariamente irregolare e gli ammassi di stelle che orbitano attorno alla galassia suggeriscono che ESO 381-12 possa essere stata parte di una drammatica collisione in un passato relativamente recente. Continua a leggere Una galassia ‘in fiore’

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Quando due galassie collidono

Durante il periodo natalizio, sappiamo che le luci sono le protagoniste assolute che allietano le serate notturne. Ma anche nel cosmo, da qualche parte a circa 130 milioni di anni-luce dalla Terra nella direzione della costellazione del Cane Maggiore, possiamo assistere ad uno spettacolo simile: stiamo parlando di una coppia di galassie a spirale interagenti NGC 2207 e IC 2163.

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Un ‘abbraccio cosmico’ di una famiglia di stelle

In questa nuova suggestiva immagine ottenuta dall’osservatorio dell’ESO, si possono ammirare stelle giovani disposte come in una sorta di “abbraccio cosmico” mentre sullo sfondo il panorama è dominato da nubi di gas e strisce di polvere. L’ammasso stellare, noto come NGC 3293, era probabilmente solo una nube interstellare circa dieci milioni di anni fa, ma appena le stelle hanno iniziato a formarsi è divenuto un gruppo di stelle brillanti che vediamo oggi. Ammassi come questi sono laboratori celesti che permettono agli astronomi di capire meglio come evolvono le stelle.

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Ammassi stellari, formazione vs distruzione

Alcune simulazioni numeriche suggeriscono che solo gli ammassi stellari di grandi dimensioni che circondano la Via Lattea si sono salvati da una sorta di “massacro cosmico” avvenuto subito dopo il Big Bang. La Via Lattea è circondata da circa 200 sistemi stellari compatti che possono contenere ciascuno fino a qualche milione di stelle. Questi ammassi globulari hanno quasi la stessa età dell’Universo e si formarono quando emerse la prima generazione di stelle e galassie. Ora, un gruppo di astronomi tedeschi e olandesi, guidati da Diederik Kruijssen del Max Planck Institute for Astrophysics a Garching, hanno condotto una serie di calcoli numerici che hanno lo scopo di simulare la nascita e la formazione stellare. I loro dati indicano che solo gli ammassi stellari più grandi sono sopravvissuti ad una serie di gigantesche collisioni cosmiche avvenute circa 13 miliardi di anni fa e che hanno distrutto la maggior parte degli ammassi di dimensioni più piccole.

Animazione: Formation and evolution of the star cluster population in a galaxy merger
arXiv: Formation versus destruction: the evolution of the star cluster population in galaxy mergers

R136a1, una stella super massiccia

Questa rappresentazione artistica mostra le dimensioni relative di stelle giovani, dalle più piccole nane rosse (circa 0,1 masse solari), alle nane gialle (come il Sole), alle più massicce nane blu (più di 8 volte la massa solare), fino ad arrivare alla R136a1 con 300 masse solari.Credit: ESO/M. Kornmesser
Questa rappresentazione artistica mostra le dimensioni relative di stelle giovani, dalle più piccole nane rosse (circa 0,1 masse solari), alle nane gialle (come il Sole), alle più massicce nane blu (più di 8 volte la massa solare), fino ad arrivare alla R136a1 con quasi 300 masse solari.
Credit: ESO/M. Kornmesser

Grazie all’utilizzo del Very Large Telescope (VLT) dell’ESO, un gruppo di astronomi hanno scoperto una stella con una massa che supera il limite attualmente noto di 150 masse solari. L’esistenza di questi “mostri” del cielo potrebbe fornire la risposta alla domanda su quanto massicce possono essere le stelle nell’Universo. La stella, che si trova nell’ammasso stellare noto come RMC 136a, è stata denominata con la sigla R136a1 e il valore stimato della sua massa è pari a circa 265 volte la massa solare. Inoltre, essa possiede la luminosità più elevata, quasi 10 milioni di volte superiore rispetto a quella del Sole. L’ammasso di stelle massicce e giovani R136 si trova nella Nebulosa della Tarantola, cioè in una delle galassie più vicine alla Via Lattea, la Grande Nube di Magellano, a circa 165.000 anni-luce.

Messier 42, la ‘spada di Orione’ potrebbe contenere un buco nero supermassiccio

Un gruppo internazionale di astrofisici, tra i quali Holger Baumgardt dell’University of Queensland, hanno fatto luce su un mistero che riguarda un ammasso di stelle situato nella famosa ‘spada di Orione’ nella nebulosa M42.

Grazie ad una serie di simulazioni numeriche, i ricercatori hanno individuato un insieme di stelle che si muovono ad alta velocità, denominato Orion Nebula Cluster, e che sono legate dall’intensa forza gravitazionale dovuta alla presenza di un buco nero che ha una massa stimata pari a 200 volte la massa del Sole. Formatasi circa uno o due milioni di anni fa, l’ammasso della Nebulosa d’Orione è noto da lungo tempo per le sue strane proprietà. Intanto, le stelle più massicce e che sono meno numerose rispetto alle altre si muovono con una velocità elevata, un pò come se l’intero ammasso stesse disperdendosi nello spazio. “Queste proprietà stanno facendo impazzire gli astronomi” dichiara Baumgardt. Per descrivere i movimenti stellari osservati nella nebulosa, gli astronomi hanno costruito alcuni modelli in cui si vede come alcune stelle di grande massa vengono espulse dall’ammasso mentre altre migrano verso il centro dell’ammasso ed entrano in collisione con la stella più massiccia. A un certo punto, questa super stella diventa instabile e implode formando un buco nero con una massa di circa 200 volte la massa del Sole. Questi risultati hanno delle implicazioni importanti perché ci forniscono nuovi indizi sulla formazione delle stelle massicce e degli ammassi stellari.

[Press release: International study suggests a massive black hole exists in the Sword of Orion]

Una stella ‘in fuga’ nella nebulosa 30 Doradus

La nebulosa 30 Doradus.
Credit: NASA, ESA, C. Evans (Royal Observatory Edinburgh), N. Walborn (STScI) e ESO

Una stella massiccia “in fuga” da un regione di formazione stellare a più di 400 mila Km/h. Si tratta del caso più estremo relativo ad una stella di grossa taglia che è stata espulsa dalla sua ‘casa’ da un gruppo di oggetti stellari ancora più pesanti. La stella in questione si trova nella nebulosa 30 Doradus, una regione di formazione stellare distribuita nella vicina Grande Nube di Magellano. Questi risultati mettono in evidenza il fatto che le stelle più massicce esistenti nell’Universo locale si trovano proprio nella nebulosa 30 Doradus che rappresenta perciò una sorta di laboratorio unico per studiare le stelle di grande massa.

30 Doradus, nota anche come la nebulosa della Tarantola a circa 170.000 anni-luce, contiene nelle sue regioni più centrali la regione R136 costituita da diverse stelle che raggiungono fino a 100 volte la massa solare. Questa stella in fuga continuerà a vagare nello spazio e, quasi certamente, terminerà il suo ciclo di evoluzione stellare con una esplosione titanica, dando luogo ad una supernova e, forse, lasciando come residuo finale un buco nero. Questa scoperta ci fornisce maggiori informazioni su come si formano ed evolvono gli ammassi stellari di una certa massa.

arXiv: A MASSIVE RUNAWAY STAR FROM 30 DORADUS

Due buchi neri ‘spravvissuti’ in Messier 82

L’immagine composita della galassia starburst M82 mostra in blu i dati di Chandra, in verde e arancione i dati di Hubble e i dati di Spitzer in rosso. Il riquadro è la foto di Chandra dove si evidenzia la regione centrale della galassia che contiene due sorgenti di raggi-X molto luminose.
Credit: Inset: X-ray: NASA/CXC/Tsinghua Univ./H. Feng et al.; Full-field: X-ray: NASA/CXC/JHU/D.Strickland; Optical: NASA/ESA/STScI/AURA/The Hubble Heritage Team; IR: NASA/JPL-Caltech/Univ. of AZ/C. Engelbracht

Una serie di dati ottenuti con l’osservatorio per raggi-X Chandra e dal satellite XMM-Newton evidenziano il fatto che due buchi neri di ‘medio formato’ si trovano molto vicini in prossimità delle regioni centrali di una galassia starburstM82, che si trova a circa 12 milioni di anni-luce. Questi due buchi neri “sopravvissuti” possono essere considerati come esempio di evoluzione dei buchi neri di massa superiore nei nuclei galattici, inclusa anche la nostra Via Lattea.

E’ noto che esistono due classi distinte di buchi neri: quelli di tipo stellare, che possono raggiungere fino a circa dieci volte la massa del Sole, e quelli cosiddetti supermassicci che si trovano nei nuclei delle galassie attive e le cui masse vanno da centinaia di migliaia fino a miliardi di volte la massa solare. Una delle domande a cui dare ancora una risposta è la seguente: cosa succede ai buchi neri che hanno masse intermedie alle due classi? Un possibile meccanismo che spiega la formazione dei buchi neri si basa su un processo di reazione a catena che vede coinvolte le collisioni di stelle negli ammassi stellari compatti, che producono stelle massicce che successivamente collasseranno per formare i buchi neri. Gli ammassi stellari si addensano verso le regioni centrali della galassia dove i buchi neri di massa intermedia fondono per dar luogo ad un oggetto supermassiccio. In questo scenario, gli ammassi che non sono abbastanza massicci o vicini al centro della galassia potrebbero, per così dire, sopravvivere così come alcuni buchi neri che essi contengono. L’evidenza relativa alla presenza di questi due buchi neri “sopravvissuti” proviene dall’analisi dell’emissione di raggi-X, che è variabile nel tempo, e dalla loro luminosità e dai spettri nella banda sempre dei raggi-X. Per uno di questi due buchi neri, i dati indicano una variabilità tipica dei buchi neri stellari che sono presenti nella Via Lattea. Utilizzando questi dati e i modelli, gli astronomi stimano una massa tra 12.000 e 43.000 volte la massa solare, sufficiente per produrre una radiazione di alta energia al punto da spazzare via il gas circostante. Il buco nero si trova a circa 300 anni-luce dal centro galattico in M82. Il secondo buco nero, che si trova invece a circa 600 anni-luce rispetto al centro della galassia, è stato osservato sia da Chandra che da XMM-Newton. L’emissione periodica di raggi-X è dominata da un disco di accrescimento costituito da gas caldo e i dati relativi alla sua massa indicano che si tratta di un buco nero candidato per essere di massa intermedia. I miglior modello applicato ai dati implica una massa tra 200 e 800 volte la massa solare e suggerisce il fatto che lo stesso buco nero è stato prodotto dai processi di collisioni stellari nell’ammasso stellare.

E’ tempo di ‘merenda’ per la Via Lattea

Grazie ai dati ottenuti con la Sloan Digital Sky Survey (SDSS), un gruppo di ricercatori hanno scoperto un insieme di stelle che si ritiene siano i resti di un antico ammasso stellare e che stanno per essere lentamente ‘divorate’ dalla nostra Galassia.

In passato, i ricercatori hanno gia’ trovato chiare evidenze che l’interazione gravitazionale della Via Lattea sta influenzando le galassie nane. “La nostra scoperta si avvicina più ad una situazione di merenda che di pasto completo” spiega Marla Geha, professoressa di astronomia alla Yale University. “Studiare questo processo in dettaglio ci fornisce nuovi indizi su come si formano ed evolvono le galassie”. Questo insieme di ‘stelle merenda’ si trova nella regione galattica meridionale, una zona del cielo difficile da esplorare perché mancano immagini profonde, ed è denominato “Triangulum stream”. Gli astronomi ritengono che lo studio di questi processi ci fornisce informazioni importanti sulla distribuzione della massa nella Galassia e sulla sua struttura dinamica.

[Press release: For the Milky Way, it’s snack time]

arXiv: A Cold Milky Way Stellar Stream in the Direction of Triangulum

Scoperta una nuova tipologia di raggi cosmici

Grazie ad una serie di osservazioni condotte con il satellite XMM-Newton, alcuni ricercatori del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) hanno scoperto una nuova sorgente di raggi cosmici. In prossimità dell’ammasso stellare Arches, che dista circa 100 anni-luce dal centro della Via Lattea, queste particelle vengono accelerate nell’onda d’urto generata dalle collisioni di decine di migliaia di stelle giovani, che si muovono con velocità di circa 700.000 Km/h, con una nube di gas che si trova nella direzione dell’ammasso producendo una emissione caratteristica di alta energia nella banda dei raggi-X in seguito alle interazioni con gli atomi del gas circostante. In questa regione, la densità di energia delle particelle accelerate è circa mille volte superiore a quella dei raggi cosmici che arrivano nelle vicinanze del Sistema Solare. Dunque, rispetto ai raggi cosmici scoperti circa un secolo fa da Victor Hess, la loro origine è ben diversa e non è quindi associata alle esplosioni stellari.

[Press release: New type of cosmic ray discovered after 100 years]

ArXiv: Nonthermal X-rays from low-energy cosmic rays: Application to the 6.4 keV line emission from the Arches cluster region