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La nascita di una stella. Ecco come appare

Ecco come appare la nascita di una stella. Un team di scienziati ha sviluppato una simulazione realistica, dai colori sbalorditivi, di come appare la nascita di una stella. La ricerca dedicata a questa simulazione è stata pubblicata sul Royal Astronomical Society. 

Il simulatore si chiama STARFORGE, acronimo di Star Formation in Gaseous Environments. Questo strumento è in grado di modellare una nuvola di gas che funge da vivaio stellare. Quest’ultimo è il luogo dove nascono le stelle.

Le stelle si formano e si evolvono da questa nube di gas vorticosa, mostrando le dinamiche di questo complesso processo. Il modello tiene conto anche di molte altre attività, come le radiazioni, il vento e le supernove, le esplosioni di stelle vicine, e il modo in cui quest’ultime influiscono sulla formazione di una stella.

Gli scienziati vogliono utilizzare il modello sia per comprendere meglio le complessità della formazione stellare, oltre che ad una bellissima esplorazione stellare per gli spettatori.

La nascita di una stella. Lo STARFORGE

Gli scienziati si sono posti molti quesiti, tra cui perché la formazione stellare può essere lenta e inefficiente, perché si formano in ammassi e come viene determinata la loro massa?

Lo STARFORGE, sta riuscendo ad agevolare gli scienziati nel comprendere in quale modo i getti di gas ad alta velocità, che si verificano insieme alla formazione stellare, aiutino in maniera effettiva a determinare la massa delle stelle.

Le stelle, eseguendo una simulazione senza tener conto dei getti, sono diventate di dimensioni troppo grandi, arrivando così a creare degli oggetti con una dimensione di circa 10 volte la massa del Sole. Gli scienziati, aggiungendo nella simulazione i getti, sono riusciti a produrre delle stelle decisamente più realistiche, con una dimensione pari a meno della metà del Sole.

La formazione di una stella

Quando una stella si forma, lancia dei getti di gas lungo i suoi poli. Questa condizione impedisce alla stella di diventare troppo grande. Michael Grudić, co-leader della ricerca e borsista post-dottorato presso il Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics della Northwestern University, ha spiegato che: “I getti interrompono l’afflusso di gas verso la stella”.

Michael Grudić, continua affermando che: “Essenzialmente spazzano via il gas che altrimenti sarebbe finito nella stella aumentandone così la massa. Gli scienziati sospettavano che potesse accadere, ma, simulando l’intero sistema, siamo riusciti a produrre una solida comprensione di come funziona”.

Gli scienziati ritengono che poter conoscere la massa di una stella può aiutare a determinare altri fattori, come la sua luminosità e quando potrebbe morire.

Michael Grudić, ha spiegato che: “La formazione stellare è da circa un paio di decenni che viene simulata. Ma STARFORGE è riuscito a fare un salto di qualità per quanto riguarda la tecnologia”.

Inoltre, aggiunge che: “I modelli precedenti sono riusciti a produrre una simulazione di una piccola porzione della nuvola in cui si formano le stelle, e non l’intera nuvola ad alta risoluzione. Ad oggi, senza vedere il quadro generale, ci mancano ancora molti fattori che potrebbero influenzare il risultato finale della stella”.

I misteri della formazione stellare

Le stelle riescono a creare uno spettacolo scintillante nel cielo notturno, ma non solo. Infatti, hanno dei ruoli fondamentali per la vita in tutto l’universo. 

La vita, nel nostro sistema solare, non sarebbe possibile senza il calore e la luce del Sole. Inoltre, portano alla formazione di pianeti, che ospitano nei sistemi. E anche quando le stelle muoiono, rilasciano degli elementi cruciali, compresi i metalli pesanti, nell’universo. Nonostante ciò la loro nascita è ancora un mistero.

Claude-André Faucher-Giguère, autore senior dello studio e professore associato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia della Northwestern University, in una dichiarazione ha spiegato che: “Come si formano le stelle è una questione centrale in astrofisica”.

Inoltre, continua affermando che: “Questa è una domanda molto impegnativa a cui rispondere, a causa della vasta gamma di processi fisici coinvolti. Questa nuova simulazione ci aiuterà ad affrontare direttamente le domande fondamentali, a cui prima non potevamo rispondere definitivamente”.

La nascita di una stella può richiedere anche decine di milioni di anni. Per questo quando gli astronomi usano i telescopi per studiare il cielo notturno, riescono a catturare solamente la più breve visione di questo processo. Le stelle sono molto difficili da individuare mentre si formano.

La nascita di una stella

Michael Grudić, ha spiegato che: “Quando osserviamo le stelle che si formano in una determinata regione, tutto ciò che vediamo sono siti di formazione stellare congelati nel tempo. Le stelle si formano anche in nuvole di polvere, quindi sono per lo più nascoste”.

Le simulazioni sono in grado di fornire, nel modo più efficiente, ciò che accade durante le fasi di formazione stellare. I ricercatori, per progettare lo STARFORGE, hanno combinato una serie di elementi noti. Tra questi sono presenti la dinamica dei gas, la gravità, il riscaldamento e il raffreddamento, i campi magnetici e l’attività stellare.

L’esecuzione di una di queste simulazioni può richiedere anche dei mesi. Per questo motivo è stato utilizzato uno dei più grandi supercomputer al mondo, gestito dal Texas Advanced Computing Center.

Il risultato finale della simulazione

La simulazione effettuata da STARFORGE è partita con una nuvola di gas da decine a milioni di volte la massa del nostro Sole situata in una galassia. 

Questa nuvola col tempo si è evoluta. Le strutture si sono formate, e poi sono cadute a pezzi, arrivando così a rompersi. Da questa distruzione sono nate le singole stelle. Dopo che si sono formate, hanno rilasciato i loro getti di gas che hanno perforato le nuvole. Una volta che tutto il gas è stato utilizzato, la formazione stellare si è fermata.

L’uso di STARFORGE potrebbe anche aiutare i ricercatori a saperne di più sulle galassie sparse nell’universo. Michael Grudić, ha dichiarato che: “La comprensione della formazione delle galassie dipende molto dalle ipotesi sulla formazione stellare”.

Conclusioni

Michael Grudić, aggiunge che: “Se riuscissimo a comprendere la formazione delle stelle, allora potremmo capire la formazione delle galassie. E comprendendo la formazione delle galassie, possiamo capire di più di cosa è fatto l’universo. Capire da dove veniamo e come ci troviamo nell’universo, e in ultima analisi, capire le origini delle stelle”.

Considerando che siamo fatti di stelle, come disse una volta l’astronomo Carl Sagan, conoscere di più le stelle, può rivelare anche di più su noi stessi.

Faucher-Giguère, conclude spiegando che: “Conoscere la massa di una stella ci rivela la sua luminosità e che tipo di reazioni nucleari stanno avvenendo al suo interno. Con questo, possiamo imparare di più sugli elementi che sono sintetizzati nelle stelle, come il carbonio e l’ossigeno, elementi di cui siamo fatti anche noi”.

Fonte:

https://edition.cnn.com/2021/05/19/world/star-birth-simulation-starforge-scn/index.html

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