Due gruppi di ricerca hanno utilizzato una mappa dell'Osservatorio stratosferico della NASA per l'astronomia a infrarossi, SOFIA, per scoprire nuove scoperte sulle stelle che si formano nell'iconica Nebulosa Testa di Cavallo di Orione. La mappa rivela dettagli vitali per ottenere una comprensione completa della polvere e del gas coinvolti nella formazione stellare.

La Nebulosa Testa di Cavallo è incastonata nella nube molecolare gigante di Orione B molto più grande ed è estremamente densa, con massa sufficiente per formare circa 30 stelle simili al Sole. Segna il confine tra la nube molecolare fredda circostante, piena delle materie prime necessarie per creare stelle e sistemi planetari, e l'area a ovest dove si sono già formate stelle massicce. Ma la radiazione delle stelle erode quelle materie prime. Mentre le molecole fredde, come il monossido di carbonio, nel profondo della densa nebulosa sono al riparo da questa radiazione, le molecole sulla superficie sono esposte ad esso. Questo innesca reazioni che possono influenzare la formazione stellare, compresa la trasformazione delle molecole di monossido di carbonio in atomi e ioni di carbonio, chiamato ionizzazione.

Una squadra, guidato da John Bally presso il Centro di Astrofisica e Astronomia Spaziale, presso l'Università del Colorado a Boulder, voleva sapere se l'intensa radiazione delle stelle vicine è abbastanza forte da comprimere il gas all'interno della nebulosa e innescare la formazione di nuove stelle. Hanno combinato i dati di SOFIA e di altri due osservatori per ottenere una visione sfaccettata della struttura e del movimento delle molecole presenti.

La squadra di Bally ha scoperto che la radiazione delle stelle vicine crea plasma caldo che comprime il gas freddo all'interno della Testa di Cavallo, ma la compressione è insufficiente per innescare la nascita di stelle aggiuntive. Tuttavia, hanno appreso i dettagli chiave sulla struttura della nebulosa.

La radiazione ha causato un'onda di ionizzazione distruttiva che si è schiantata sulla nuvola. Quell'onda è stata fermata dalla densa porzione di testa di cavallo della nuvola, facendo in modo che l'onda lo avvolga. La testa di cavallo ha sviluppato la sua forma iconica perché era abbastanza densa da bloccare le forze distruttive dell'onda di ionizzazione.

"La forma dell'iconica Nebulosa Testa di Cavallo parla del movimento e della velocità di questo processo, " ha detto Bally. "Illustra davvero cosa succede quando una nube molecolare viene distrutta da radiazioni ionizzate".

I ricercatori stanno cercando di capire come si sono formate le stelle nella Nebulosa Testa di Cavallo - e perché altre stelle non lo hanno fatto - perché la sua vicinanza alla Terra consente agli astronomi di studiarla in modo molto dettagliato. Ciò fornisce indizi su come le stelle possono formarsi in galassie lontane che sono troppo lontane perché i dettagli fini possano essere osservati chiaramente anche dai telescopi più potenti.

"In studi come questo, stiamo imparando che la formazione delle stelle è un processo autolimitante, " disse Bally. "Le prime stelle che si formano in una nuvola possono impedire la nascita di altre stelle vicine distruggendo le parti adiacenti della nuvola."

In un altro studio basato sulla mappa di SOFIA, un team di ricercatori guidati da Cornelia Pabst, dell'Università di Leida, Olanda, ha analizzato la struttura e la luminosità del gas all'interno delle regioni fredde e scure all'interno e intorno alla Nebulosa Testa di Cavallo. Questa regione ha una formazione stellare molto ridotta rispetto alla Nube di Orione B o alla Grande Nebulosa di Orione, a sud-ovest della Nebulosa Testa di Cavallo. La Pabst e il suo team volevano capire le condizioni fisiche nella regione oscura che potrebbero influenzare il tasso di formazione stellare.

Hanno scoperto che la forma, la struttura e la luminosità del gas nella nebulosa non si adattano ai modelli esistenti. Ulteriori osservazioni sono necessarie per esplorare il motivo per cui i modelli non corrispondono a quanto osservato.

"Stiamo appena iniziando a capirlo, anche se abbiamo osservato solo una piccola parte di questa nube molecolare, tutto è più complicato di quanto inizialmente indicato dai modelli, " disse Pabst. "Questa mappa è bella, dati preziosi che possiamo combinare con osservazioni future per aiutarci a capire come si formano le stelle localmente, nella nostra galassia, quindi possiamo metterlo in relazione con la ricerca extragalattica".

Gli studi sono stati pubblicati nel Giornale Astronomico e Astronomia e Astrofisica .

La mappa della Nebulosa Testa di Cavallo utilizzata da entrambe le squadre è stata creata utilizzando lo strumento GREAT aggiornato di SOFIA. È stato aggiornato per utilizzare 14 rilevatori contemporaneamente, quindi la mappa è stata creata significativamente più velocemente di quanto avrebbe potuto essere sui precedenti osservatori, che utilizzava un solo rivelatore.

"Non avremmo potuto fare questa ricerca senza SOFIA e il suo strumento aggiornato, SU GRANDE." disse Bally. "Perché atterra dopo ogni volo, i suoi strumenti possono essere regolati, aggiornato e migliorato in modi non possibili sugli osservatori spaziali. SOFIA è fondamentale per sviluppare strumenti sempre più potenti e affidabili per un futuro utilizzo nello spazio."

SOFIA è un aereo di linea Boeing 747SP modificato per trasportare un telescopio di 100 pollici di diametro.