Scoperta, nella costellazione del Toro, la presenza di vapor d’acqua in una nube nube pre-stellare

Scoperta per la prima volta, grazie alle osservazioni del telescopio spaziale Herschel dell’Esa, la presenza di vapor d’acqua, pari a 2000 oceani terrestri, in una nube di gas e polveri dove sta formandosi una stella simile al Sole. Un risultato di fondamentale importanza nello studio dei processi che portano alla formazione dei sistemi planetari, tra cui il nostro Sistema solare.
C’e’ tanta acqua nella nube pre-stellare L1544, situata in direzione della costellazione del Toro. A rivelare la presenza di questo elemento fondamentale per lo sviluppo di forme di vita, per la prima volta osservato anche sotto forma di vapore in quella che puo’ essere considerata la ‘culla’ di una nuova stella e di un futuro sistema planetario, e’ stato lo studio condotto da un team di ricercatori guidato da Paola Caselli dell’Universita’ di Leeds e associata Inaf cui partecipano Claudio Codella dell’Inaf-Osservatorio Astrofisico di Arcetri e Brunella Nisini dell’Inaf-Osservatorio Astronomico di Roma. Determinanti per la scoperta sono state le osservazioni condotte dal satellite dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) Herschel Space Observatory e dal suo spettrometro Hifi (Heterodyne Instrument for the Far-Infrared spectrometer). Gli astronomi avevano finora tentato inutilmente di misurare l’abbondanza dell’acqua nelle nubi pre-stellari. Solo l’entrata in funzione del telescopio spaziale Herschel, lanciato nel 2009, ha permesso finalmente di rivelarne la presenza in quelle regioni dove stanno formandosi nuovi astri.
“Il motivo di questa difficolta’ e’ che l’interno delle nubi pre-stellari e’ troppo freddo perche’ l’acqua sia in forma di vapore e possa essere osservata”, ha detto Claudio Codella. “Infatti riteniamo che la maggior parte dell’acqua – ha aggiunto – sia congelata sulla superficie dei grani di polvere che compongono le nubi, ricoprendoli con spessi mantelli di ghiaccio, dove anche altre molecole organiche (pre-biotiche) si formano e rimangono intrappolate. Questi grani di polvere sono i costituenti principali delle future comete, asteroidi, lune e pianeti”. Stelle come il nostro Sole formano all’interno di nubi molecolari dense composte di gas e fini grani di polvere (circa 1000 volte piu’ piccoli delle particelle di sabbia). Queste nubi pre-stellari appaiono come macchie scure in immagini ottiche del cielo, poiche’ assorbono tutta la luce visibile delle stelle che sono dietro di loro. Le nubi sono fredde – si trovano infatti a circa -263 gradi Celsius, vicinissime allo zero assoluto di temperatura – e contengono tutti gli ingredienti per formare una stella e un sistema planetario come il nostro. Rappresentano inoltre il punto di partenza di tutto il processo della formazione di stelle e pianeti, per cui possono dare informazioni fondamentali sulla nostra origine. E’ quindi estremamente importante studiare la loro composizione chimica ed in particolare la quantita’ dell’ingrediente cruciale per la vita: l’acqua.

Le misure di Herschel non sono solo riuscite a individuare la presenza di acqua in L1544, ma sono cosi’ accurate da aver permesso agli scienziati di dare una stima affidabile della sua abbondanza.
“Grazie allo strumento Hifi a bordo di Herschel, il vapor d’acqua e’ stato finalmente non solo rivelato in una nube pre-stellare, ma addirittura quantificato”, ha sottolineato Brunella Nisini. “La massa totale di vapor d’acqua individuata il L1544 e’ corrispondente a circa 2000 oceani terrestri – ha aggiunto – mentre e’ presente una ben piu’ grande riserva di acqua ghiacciata, corrispondente a circa 2,6 masse di Giove. Questo valore e’ stato stimato in base a modelli chimici che riproducono la quantita’ di vapor d’acqua osservato”. Hifi ha identificato nello spettro della radiazione infrarossa proveniente da L1544 una riga prodotta dall’acqua sia in emissione che in assorbimento, con un profilo che indica che il collasso gravitazionale della nube e’ appena iniziato: le molecole di acqua osservate stanno muovendosi verso il centro della nube, la culla della futura stella. “Per mantenere l’acqua in forma di vapore nel centro freddo e denso della nube, e’ necessaria la presenza di particelle energetiche (raggi cosmici Galattici)”, ha spiegato Paola Caselli, che ha guidato il lavoro i cui risultati sono in corso di pubblicazione sulla rivista The Astrophysical Journal Letters. “I raggi cosmici entrano nella nube, collidono con l’idrogeno molecolare, ovvero l’ingrediente gassoso piu’ abbondante, il quale a sua volta produce una debole luce ultravioletta. Questa – ha aggiunto – illumina i mantelli ghiacciati della polvere, liberando le molecole dell’acqua e mantenendo il vapor d’acqua ad un livello che solo Herschel e’ in grado di rivelare”. I risultati ottenuti con le misure di Herschel rivelano la stretta connessione tra polvere e gas in una nube, appena prima la formazione di una stella e forniscono la prima osservazione dell’abbondanza di acqua all’interno di una nube genitrice di una futura stella come il nostro Sole e del suo potenziale sistema planetario.

Queste fondamentali osservazioni sono tutte italiane, in quanto sono state ottenute utilizzando il tempo garantito italiano dello strumento Hifi di Herschel, ricevuto per il coinvolgimento del nostro Paese nella costruzione dello strumento. Hifi e’ stato progettato e costruito da un consorzio di agenzie, istituti di ricerca e dipartimenti universitari europei, canadesi e americani. Per l’Italia ha partecipato l’Agenzia Spaziale Italiana, l’Inaf-Ifsi e l’Inaf-Osservatorio Astrofisico di Arcetri.

fonte: meteoweb.eu