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Nuove immagini mostrano la polvere nelle galassie vicine e non le hai mai viste in questo modo

Normalmente, quando vediamo immagini di galassie al di fuori della Via Lattea, vediamo principalmente la luce delle loro stelle. Ma le stelle sono tutt’altro che l’unico ingrediente che costituisce una galassia. Pensa alle stelle come ai pezzi di verdura nella zuppa galattica.

Quindi il brodo in cui nuotano è il mezzo intergalattico: non spazio vuoto, ma pieno di nuvole di polvere e gas spesso sottili, a volte dense, che galleggiano tra le stelle. Poiché le stelle sono molto più luminose, la polvere è solitamente il secondo violino; ma questa polvere da cui nascono le stelle, a cui le stelle ritornano, può dirci molto sulla struttura e l’attività all’interno di una galassia.

Sono state ora rilasciate quattro nuove immagini che mostrano la distribuzione della polvere in quattro galassie più vicine alla Via Lattea: la Grande e la Piccola Nube di Magellano, galassie nane in orbita attorno alla nostra; la Galassia di Andromeda, una grande galassia a spirale distante 2,5 milioni di anni luce; e la Galassia del Triangolo, una galassia a spirale distante 2,73 milioni di anni luce.

Grande nuvola di Magellano HerschelLa Grande Nube di Magellano. (ESA, NASA, NASA-JPL, Caltech, Christopher Clark/STScI, S Kim/Sejong University, T Wong/UIUC)

Senza polvere e gas non ci sarebbero le galassie come le conosciamo. Le stelle si formano quando un denso nodo di materiale in una nuvola fredda di gas molecolare collassa per gravità, intrappolando il materiale dalla nuvola che lo circonda. Quando questa stella muore, rigetta il suo materiale esterno nello spazio intorno a sé con i nuovi elementi più pesanti che ha fuso durante la sua vita.

Le nuove stelle che nascono contengono la polvere delle stelle morte, rendendo ogni generazione successiva di stelle leggermente diversa. In effetti, siamo tutti fatti di tela di stelle, anche le stelle.

Ma la polvere non è distribuita uniformemente. I venti stellari, i venti galattici e gli effetti della gravità possono spingere e modellare la polvere interstellare in forme complesse e piene di vuoti. La mappatura delle strutture e della composizione degli elementi che contengono è uno strumento cruciale per comprendere la formazione di… beh… di qualsiasi cosa.

Le nuove immagini, presentate al 240° meeting dell’American Astronomical Society, sono state scattate dall’Herschel Space Observatory, gestito dall’Agenzia Spaziale Europea tra il 2009 e il 2013. Fino al lancio di Webb – che deve ancora fornire le sue prime immagini scientifiche – Herschel era il più grande telescopio a infrarossi mai lanciato.

Piccola nuvola di Magellano HerschelLa piccola nuvola di Magellano. (ESA, NASA, NASA-JPL, Caltech, Christopher Clark/STScI, S. Stanimirovic/UW-Madison, N. Mizuno/Nagoya University)

Come con Webb, la sua temperatura di funzionamento ultra-fredda significava che Herschel poteva scrutare nel lontano infrarosso e visualizzare alcuni degli oggetti più freddi e polverosi nello spazio fino a temperature fino a -270 gradi Celsius (-454 gradi Fahrenheit). Questi includono le nuvole fredde dove nascono le stelle e la polvere nello spazio interstellare.

Tuttavia, era meno adatto per rilevare polvere e gas più diffusi. Per colmare le lacune, un team di astronomi guidato da Christopher Clark dello Space Telescope Science Institute ha utilizzato i dati di altri tre telescopi dismessi: Planck dell’ESA e Infrared Astronomical Satellite (IRAS) e Cosmic Background Explorer (COBE) dell’ESA.

I risultati mostrano interazioni complesse all’interno della polvere. l’idrogeno appare in rosso; è l’elemento più abbondante nell’universo, quindi ce n’è parecchio. I vuoti nella polvere, dove le stelle appena nate l’hanno spazzata via con i loro intensi venti, appaiono come regioni vuote circondate da un bagliore verde che suggerisce polvere fredda. Le regioni blu rappresentano la polvere più calda, riscaldata dalle stelle o da altri processi.

galassia triangolare herschelLa galassia del triangolo. (ESA, NASA, NASA-JPL, Caltech, Christopher Clark/STScI, E. Koch/Università di Alberta, C. Druard/Università di Bordeaux)

Le immagini rivelano anche nuove informazioni sulle complesse interazioni che si verificano nella polvere interstellare, hanno affermato i ricercatori. Elementi pesanti come ossigeno, carbonio e ferro possono spesso attaccarsi ai granelli di polvere; Nelle nuvole più dense, la maggior parte degli elementi è legata alla polvere, aumentando il rapporto polvere-gas. Ciò può influire sul modo in cui la luce viene assorbita e riemessa dalla polvere.

Tuttavia, processi violenti come la formazione stellare o le supernove possono rilasciare radiazioni che rompono la polvere e rilasciano gli elementi pesanti nelle nubi di gas. Questo inclina il rapporto polvere/gas indietro verso il gas.

Le immagini di Herschel mostrano che i rapporti in una galassia possono variare di un fattore 20. È molto più alto di quanto pensassero gli astronomi, informazioni importanti che potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio questo ciclo.

E sono semplicemente spettacolari. Chi sapeva che Andromeda Soup potesse essere un tale abbagliante arcobaleno di colori.

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