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    Nuclei di polvere fredda nella zona centrale della Via Lattea

    Un'immagine a tre colori della zona molecolare centrale della Via Lattea in un gas molecolare denso (rosso), lontano infrarosso (verde), e vicino infrarosso (blu); le principali regioni sono etichettate. Gli astronomi hanno prodotto un nuovo catalogo dei più densi, nuclei di formazione stellare in tutta la regione. Credito:Battersby et al. 2020

    La zona molecolare centrale (CMZ) della Via Lattea copre i 1600 anni luce più interni della galassia (per confronto, il Sole è 26, 600 anni luce di distanza dal centro galattico) e comprende un vasto complesso di nubi molecolari contenenti circa sessanta milioni di masse solari di gas molecolare. Il gas in queste nubi esiste in media in condizioni fisiche più estreme che altrove nella galassia, con densità e temperature più elevate, pressioni più intense, campi magnetici, e turbolenza, e maggiori abbondanze di raggi cosmici e radiazioni ultraviolette e di raggi X. Il CMZ è quindi un laboratorio unico per lo studio della formazione stellare:non solo queste condizioni sono raramente osservate nel resto della Via Lattea, sembrano essere simili alle condizioni nelle galassie che formano stelle estremamente luminose nell'universo primordiale e offrono uno sguardo indiretto sulla comprensione della storia cosmica della formazione stellare non altrimenti attualmente possibile. Tuttavia c'è un enigma:il tasso di formazione stellare nella CMZ è molto inferiore a quanto ci si aspetterebbe, appena un decimo di massa solare all'anno.

    Si ritiene che i luoghi di nascita delle stelle siano le regioni più dense nelle nubi molecolari giganti (GMC), chiamato 'grumi, ' le cui dimensioni caratteristiche vanno da uno a 10 anni luce. Questi gruppi si frammentano ulteriormente in "nuclei" legati gravitazionalmente le cui dimensioni caratteristiche sono circa dieci volte più piccole; i singoli sistemi stellari possono quindi formarsi dai nuclei. La natura delle transizioni tra questi stadi evolutivi richiede ampi studi di strutture formanti stelle e non formanti stelle attraverso il continuum gerarchico di scale e condizioni fisiche rilevanti. Gli astronomi CfA Cara Battersby, Eric Keto, Daniele Callan, Nimesh Patel, Qizhou Zhang, e Volker Tolls e i loro colleghi hanno pubblicato il sondaggio CMZoom, una mappa completa e imparziale del gas ad alta densità nella regione. Le regioni ad alta densità sono quantificate dalla quantità di gas idrogeno molecolare lungo le loro linee di vista e sono caratterizzate dall'avere così tanta polvere che la luce visibile è completamente bloccata.

    Il sondaggio è stato il risultato di un ampio, Programma Submillimeter Array di 550 ore e ha portato a nuovi cataloghi dei nuclei compatti nella regione. Ci sono 285 nuclei separati che sono stati scoperti senza ambiguità; altri 531 hanno identificazioni più provvisorie. I nuclei nella CMZ, come altrove, sono potenziali siti per futuri ammassi stellari, ma l'emissione luminosa in primo piano e sullo sfondo verso il centro galattico rende difficile determinare con precisione le masse di questi nuclei, lasciando questo predittore critico della formazione stellare altamente incerto (l'emissione è anche una delle ragioni per cui questo catalogo è stato così difficile da preparare). Gli astronomi sono stati comunque in grado di stimare il massimo potenziale di formazione stellare dei nuclei nel loro catalogo facendo ipotesi generali ma realistiche sulle masse dei nuclei, temperature, e altre proprietà. Trovano un tasso di formazione stellare potenziale massimo compreso tra 0,08-2,2 masse solari all'anno, forse tanto quanto l'attuale tasso medio di formazione stellare nell'intera galassia. Il risultato evidenzia la sconcertante debolezza dell'attuale formazione stellare nella CMZ. Il sondaggio, catalogando tutti i nuclei di studio, è un ulteriore passo verso la comprensione della formazione stellare negli ambienti estremi presenti nella CMZ e nell'universo primordiale.


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