ALMA e JWST risolvono un importante mistero sulla formazione stellare / ALMA and JWST solve major star formation mystery
ALMA e JWST risolvono un importante mistero sulla formazione stellare / ALMA and JWST solve major star formation mystery
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Per la prima volta in assoluto, gli astronomi hanno rivelato il luogo di nascita di un getto energetico emesso da una stella appena nata utilizzando l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile.
La maggior parte degli eventi nell'universo non è completamente compresa, incluso il processo relativamente semplice della formazione stellare. Le stelle si formano in dense nubi di gas freddo e polvere. Quando queste nubi raggiungono una massa soglia, collassano sotto la loro stessa gravità, dando origine ad una stella neonata, o protostella.
Se il disco di accrescimento ruota troppo velocemente, il materiale non può cadere facilmente verso la stella. Gli astronomi ritengono che le stelle neonate espellano via parte del materiale presente nel disco di accrescimento sotto forma di getti energetici – noti come getti protostellari – che potrebbero facilitare il processo di spostamento di parte del materiale verso la stella.
Ma la sfida principale nel confermare questa ipotesi è che questi getti provengono da regioni molto vicine alla stella, il che significa che non possono essere visti o ripresi, nemmeno dai telescopi più potenti. Pertanto, gli astronomi non sanno come vengono espulsi o da dove hanno origine.
I ricercatori avevano già ipotizzato che il campo magnetico del sistema protostellare potesse contribuire al lancio di questi getti. E una nuova immagine ha contribuito a far luce su questo aspetto per la prima volta.
In uno studio pubblicato il 13 agosto sulla rivista Scientific Reports, i ricercatori hanno utilizzato l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile per studiare un oggetto chiamato HH 211, situato a 1.000 anni luce di distanza nella costellazione di Perseo. HH 211 è un oggetto di Herbig-Haro, una regione luminosa di nebulosità creata dai potenti getti di stelle neonate. Questo sistema protostellare ha solo 35.000 anni, con una minuscola protostella centrale che pesa solo 0,06 volte la massa del Sole.
HH 211 presenta un getto bipolare luminoso: due fasci di materiale ionizzato energizzato che emergono in direzioni opposte. Questo sistema è uno dei pochi casi noti in cui è stato rilevato un campo magnetico, offrendo una rara opportunità per esplorare i modelli di espulsione indotti dal campo magnetico.
Le osservazioni ALMA di questo sistema hanno mostrato che il getto si sta muovendo a velocità di circa 107 chilometri al secondo, ma, cosa interessante, ruota piuttosto lentamente, con un momento angolare specifico. Ciò suggerisce che il getto bipolare abbia portato via l'energia rotazionale in eccesso. Considerando la conservazione del momento angolare e dell'energia, i ricercatori hanno calcolato che il getto proviene dal bordo più interno del disco di accrescimento, a sole 0,02 unità astronomiche, ovvero a circa 3 milioni di chilometri dalla stella.
I loro risultati sono in linea con uno dei modelli che spiega come un campo magnetico possa agire come una fionda per lanciare gas verso l'esterno.
In questa spettacolare immagine, la variopinta esplosione del getto bipolare è catturata dal telescopio spaziale James Webb ( JWST ) nelle lunghezze d'onda del vicino infrarosso. Tuttavia, la visuale del JWST è bloccata dalla spessa polvere che circonda la regione centrale.
Questa regione nascosta è cruciale perché è da qui che ha origine il getto. Grazie al nuovo studio, i dati di ALMA hanno rivelato la sottile parte centrale, cruciale, nelle lunghezze d'onda submillimetriche. I dati di ALMA sono sovrapposti qui con i dati del JWST per creare un quadro completo di come si formano le nuove stelle. L' immagine in scala di grigi ingrandita catturata da ALMA mostra chiaramente il getto espulso dal disco di accrescimento.
È la prima volta che viene catturato il punto di lancio di un getto protostellare. La scoperta conferma anche che questi getti svolgono un ruolo cruciale nella crescita delle stelle neonate, rimuovendo il momento angolare dal disco di accrescimento, consentendo al materiale di cadere facilmente sulla stella.
ENGLISH
For the first time ever, astronomers revealed the birthplace of an energetic jet blasted by a newborn star using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile.
Most events in the universe are not fully understood, including the relatively simple process of star formation. Stars form in dense clouds of cold gas and dust. When these clouds reach a threshold mass, they collapse under their own gravity, leading to the birth of a baby star, or protostar.
If the accretion disk spins too fast, the material can't easily fall toward the star. Astronomers believe that baby stars blast away some material in the accretion disk in the form of energetic jets — known as protostellar jets — which may ease the process of some material moving into the star.
But the main challenge in confirming this is that these jets come from regions very close to the star, which means the jets can't be seen or imaged, even by some of the most powerful telescopes. Therefore, astronomers don't know how they are ejected or where these jets start.
Researchers have previously proposed that the magnetic field in the protostellar system could help launch these jets. And a new image has helped shed light on this for the first time.
In a study published Aug. 13, in the journal Scientific Reports, researchers used the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile to investigate an object called HH 211, located 1,000 light-years away in the constellation Perseus. HH 211 is a Herbig-Haro object — a bright region of nebulosity created by the powerful jets of newborn stars. This protostellar system is only 35,000 years old, with a tiny central protostar weighing only 0.06 times the sun’s mass.
HH 211 features a bright bipolar jet — two beams of energized ionized material emerging in opposite directions. This system is one of the few known instances where a magnetic field has been detected, offering a rare opportunity to explore the magnetic field-driven ejection models.
The ALMA observations of this system showed that the jet is rocketing at speeds of around 66 miles per second (107 kilometers per second), but interestingly, it rotates quite slowly, with a specific angular momentum. This suggests that the bipolar jet has carried away excess rotational energy. By factoring in the conservation of angular momentum and energy, the researchers calculated that the jet comes from the very inner edge of the accretion disk, just 0.02 astronomical units, or close to 1.85 million miles (3 million kilometers) away from the star.
Their results align with one of the models that explains how a magnetic field can act like a slingshot to launch gas outward.
In the spectacular image, the colorful display of the bipolar jet is captured by the James Webb Space Telescope (JWST) in near-infrared wavelengths. However, JWST's view is blocked by the thick dust surrounding the central region.
This hidden region is crucial as this is where the jet originates. Thanks to the new study, the ALMA data revealed the crucial thin part in the center in the submillimeter wavelengths. The ALMA data is overlapped here with the JWST data to create a complete picture of how new stars form. The zoomed grayscale image captured by ALMA clearly shows the jet being launched from the accretion disk.
This is the first time that the launch location of a protostellar jet has been captured. The discovery also confirms that these jets play a crucial role in the growth of newborn stars by removing angular momentum from the accretion disk, enabling material to fall easily onto the star.
Da:
https://www.livescience.com/space/astronomy/alma-and-jwst-solve-major-star-formation-mystery-space-photo-of-the-week?utm_term=0D44E3E5-72C8-4F2E-A2B4-93C82DC78FB4&lrh=e4e2966485d78112a6060535462dd7377ffa0f1e6368288dc8552dcea7aac778&utm_campaign=368B3745-DDE0-4A69-A2E8-62503D85375D&utm_medium=email&utm_content=DA9BEEA5-D6B9-4D4B-A17C-47601745ADBB&utm_source=SmartBrief
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