ALMA mostra il posto più freddo nell’ Universo

La nebulosa Boomerang, denominata “Il posto più freddo nell’Universo” mostra la sua vera forma con ALMA. La struttura blu di sfondo, osservata in luce visibile con l’Hubble Space Telescope, mostra una forma classica a doppio lobo, con una regione centrale molto stretta. La risoluzione di ALMA e la sua capacità di osservare le molecole gassose e fredde mostrano una forma più allungata della nebulosa, quella in rosso. Credit: Bill Saxton; NRAO/AUI/NSF; NASA/Hubble; Raghvendra Sahai. 

Dove si trova il posto più freddo nell’Universo? Ora una risposta a tale domanda è arrivata.

La Nebulosa Boomerang, a circa 5 000 anni luce di distanza dalla Terra, nella costellazione del Centauro, è una nebulosa pre-planetaria con un temperatura di un solo Kelvin, pari a circa -272 gradi centigradi. Questo la rende ancora più fredda della temperatura del fondo naturale dello spazio e della radiazione cosmica di fondo., l’eco del Big Bang.

I ricercatori hanno impiegato i potente Atacama Large Millimieter/Submillimeter Array (ALMA) Telescope per indagare le caratteristiche della temperatura e della forma insolita della nebulosa. Il Boomerang è diverso da tutto quello che si osserva intorno. Non è ancora una nebulosa. La sorgente di luce, ossia la stella centrale, non è ancora sufficientemente calda per emettere le enormi quantità di energia e radiazione ultravioletta che illumina tutta la struttura. In questo momento viene illuminata dalla luce delle stelle che brillano al di fuori dei grani di polvere che la circondano. Quando fu osservata per la prima volta, nell’ottico dai telescopi terrestri, la nebulosa appariva essere spostata su un lato e così le venne dato un nome di fantasia. Osservazioni successive con l’Hubble Space Telescope hanno mostrato una struttura a forma di clessidra. Ora è entrato in azione ALMA. Con le sue nuove osservazioni le immagini di Hubble mostrano solo una parte di ciò che sta accadendo e i due lobi osservati in dati precedenti erano probabilmente solo un “gioco di luce” come presentato dalle lunghezze d’onde ottiche.

Questo oggetto è estremamente freddo e intrigante e stiamo imparando molto di più sulla sua vera natura grazie ad ALMA” ha affermato Raghvendra Sahai, ricercatore e principal scientist presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, a Pasadena, California, e primo autore della ricerca pubblicata su The Astrophysical Journal. “Quello che assomiglia ad un doppio lobo, o la forma del Boomerang, dai telescopi ottici terrestri, è in realtà una struttura molto più ampia che si sta espandendo rapidamente nello spazio”.

Che cosa sta succedendo la fuori che renda Boomerang così estremamente interessante? E’ il flusso emesso. La stella centrale si sta espandendo ad un ritmo frenetico e sta abbassando la propria temperatura durante il processo. Il nucleo si raffredda e il guscio in espansione che circonda la stella si raffredda anch’esso. I ricercatori, in particolare, sono stati in grado di determinare la temperatura del gas nella nebulosa, ossia di capire quanto fredda è.

“Quando gli astronomi osservarono questo oggetto nel 2003 con l’Hubble videro una forma di clessidra molto classica” ha affermato Sahai. “Molte nebulose planetarie hanno questo stesso aspetto dal doppio lobo, che è il risultato dei flussi di gas ad alta velocità che viene gettato fuori dalla stella. I getti poi scavano dei buchi nella nube circostante di gas che è stato espulso dalla stella molto prima, nel suo stadio di gigante rossa”.

In realtà i telescopi di ALMA che osservano a lunghezze d’onda millimetriche non hanno osservato quello che ha osservato Hubble. Le osservazioni di Hubble avevano messo in evidenza una figura più completa, una sorta di deflusso quasi sferico di materiale. Secondo il comunicato stampa, la risoluzione senza precedenti di ALMA ha permesso ai ricercatori di determinare perché vi era una tale differenza nell’aspetto generale.

La struttura a doppio lobo divenne evidente quando i ricercatori si focalizzarono sulla distribuzione delle molecole di monossido di carbonio osservate nelle lunghezze millimetriche, ma solo verso la zona centrale della nebulosa. La parte più esterna era una storia diversa. ALMA mostrò una nuvola di gas freddo allungato ma relativamente arrotondato. Ma vi è di più. I ricercatori hanno anche individuato una sorta di percorso di spessore di alcuni grani di polvere che circondano la stella progenitrice, e questo è il motivo per cui la nube esterna ha assunto l’aspetto di un “papillon” in luce visibile. Questi grani di polvere schermano una porzione della luce della stella permettendo un piccolo passaggio delle lunghezze d’onda ottiche provenienti dalle estremità opposte della nube.

“Questo è importante per la comprensione di come le stelle terminano la loro evoluzione e diventano nebulose planetarie” ha affermato Sahai. “Utilizzando ALMA siamo stati letteralmente e figurativamente in grado di gettare nuova luce sull’agonia di una stella simile al nostro Sole”. C’è ancora qualcosa da dire, al di là di queste scoperte. Anche se il perimetro della nebulosa sta cominciando a scaldarsi, esso è solo un po’ più freddo della radiazione cosmica di fondo. Che cosa potrebbe causare tutto questo? Basta chiederlo ad Einstein. Einstein lo definì effetto fotoelettrico.

Fonte National Radio Astronomy Observatory - ALMA Reveals Ghostly Shape of “Coldest Place in the Universe” - https://public.nrao.edu/news/pressreleases/alma-reveals-coldest-place-in-the-universe

Sabrina