La nascita delle stelle nella Galassia del Mulino
È noto che le stelle nascono in alcune delle regioni più fredde dell’universo, ovvero in dense nubi di gas e polvere che attraversano intere galassie. ”Per indagare le prime fasi della formazione stellare, dove il gas si condensa gradualmente fino a produrre stelle, dobbiamo prima identificare queste regioni”, afferma Sophia Stuber, dottoranda presso il Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) di Heidelberg. “A tal fine, misuriamo tipicamente la radiazione emessa da specifiche molecole particolarmente abbondanti in queste zone estremamente fredde e dense”.
Molecole come sonde chimiche
Gli astronomi impiegano solitamente molecole come HCN (cianuro di idrogeno) e N2H+ (diazenilio) come sonde chimiche per esplorare la formazione stellare all’interno della Via Lattea. “Ma solo ora siamo stati in grado di misurare queste firme in grande dettaglio su un’ampia gamma all’interno di una galassia al di fuori della Via Lattea, coprendo diverse zone con condizioni diverse”, spiega Eva Schinnerer, leader del gruppo di ricerca presso il MPIA. “Già a prima vista, è evidente che, sebbene entrambe le molecole rivelino efficacemente il gas denso, mostrano anche interessanti differenze”.
Le proprietà del gas dipendono dall’ambiente
Osservando questa galassia da una distanza di circa 28 milioni di anni luce, possiamo distinguere le firme di singole nubi di gas in diverse aree, come il centro e le braccia a spirale. “Abbiamo sfruttato questa circostanza per determinare quanto bene i due gas tracciano per noi le nubi dense in questa galassia e se sono ugualmente adatti”, spiega Stuber.
Una sfida che vale la pena affrontare
Almeno nella regione centrale della Galassia del Mulino (Galassia M51, chiamata anche Galassia Whirlpool), il diazenilio sembra essere la sonda di densità più affidabile rispetto al cianuro di idrogeno. Sfortunatamente, brilla in media cinque volte più debole per la stessa densità di gas, aumentando significativamente lo sforzo di misurazione. La sensibilità richiesta aggiuntiva è ottenuta attraverso un periodo di osservazione notevolmente più lungo.
La prospettiva di esplorare le prime fasi in dettaglio all’interno di galassie al di fuori della Via Lattea
La prospettiva di esplorare le prime fasi in dettaglio all’interno di galassie al di fuori della Via Lattea porta speranza agli scienziati. Una visione così chiara della Galassia del Mulino non è disponibile per la Via Lattea. Mentre le nubi molecolari e le regioni di formazione stellare sono più vicine nella Via Lattea, determinare la struttura esatta e la posizione delle braccia a spirale e delle nubi è notevolmente più difficile.
“Anche se possiamo imparare molto dal programma di osservazione dettagliato con la Galassia del Mulino, è, in un certo senso, un progetto pilota”, sottolinea Stuber. “Ci piacerebbe esplorare più galassie in questo modo in futuro”. Tuttavia, questa possibilità attualmente si scontra con limitazioni dovute alle capacità tecniche. La Galassia del Mulino brilla eccezionalmente luminosa alla luce di quelle sonde chimiche. Per altre galassie, i telescopi e gli strumenti devono essere molto più sensibili.
“Il prossimo Very Large Array (ngVLA), attualmente in fase di pianificazione, dovrebbe essere sufficientemente potente”, spera Schinnerer. Se tutto va bene, sarà disponibile solo tra circa dieci anni da ora. Fino ad allora, la Galassia del Mulino funge da laboratorio ricco per esplorare la formazione stellare su scala galattica.
