Un'istantanea del ciclo di vita stellare è stata catturata in un nuovo ritratto dall'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e dallo Smithsonian's Submillimeter Array (SMA). È stato osservato che una nube che sta dando vita a stelle riflette i raggi X di Cygnus X-3, una sorgente di raggi X prodotta da un sistema in cui una stella massiccia viene lentamente divorata dal suo buco nero compagno o stella di neutroni. Questa scoperta fornisce un nuovo modo per studiare come si formano le stelle.

Nel 2003, gli astronomi hanno utilizzato la visione a raggi X ad alta risoluzione di Chandra per trovare una misteriosa fonte di emissione di raggi X situata molto vicino a Cygnus X-3. La separazione di queste due sorgenti nel cielo è equivalente alla larghezza di un centesimo a una distanza di 830 piedi di distanza. Nel 2013, gli astronomi hanno riferito che la nuova fonte è una nuvola di gas e polvere.

In termini astronomici, questa nuvola è piuttosto piccola – circa 0,7 anni luce di diametro. Gli astronomi si sono resi conto che questa nuvola fungeva da specchio, riflettendo alcuni dei raggi X generati da Cygnus X-3 verso la Terra.

"Abbiamo soprannominato questo oggetto 'Piccolo amico' perché è una debole sorgente di raggi X accanto a una sorgente molto luminosa che mostrava variazioni di raggi X simili, " ha affermato Michael McCollough dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) di Cambridge, Massachusetts, che ha condotto lo studio più recente di questo sistema.

Le osservazioni di Chandra riportate nel 2013 suggerivano che il Piccolo Amico avesse una massa compresa tra due e 24 volte quella del Sole. Questo suggeriva che la nuvola fosse un "globulo di Bok, " una piccola nuvola densa dove possono nascere stelle infantili. Tuttavia, servivano più prove.

Per determinare la natura del Piccolo Amico, gli astronomi hanno usato la SMA, una serie di otto antenne radiofoniche in cima al Mauna Kea alle Hawaii. La SMA ha trovato molecole di monossido di carbonio, un indizio importante che il Piccolo Amico è davvero un globulo di Bok. Anche, i dati SMA rivelano la presenza di un jet o di un deflusso all'interno del Little Friend, un'indicazione che una stella ha iniziato a formarsi all'interno.

"Tipicamente, gli astronomi studiano i globuli di Bok osservando la luce visibile che bloccano o l'emissione radio che producono, ", ha affermato la coautrice Lia Corrales del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge, Messa. "Con il piccolo amico, possiamo esaminare questo bozzolo interstellare in un modo nuovo usando i raggi X:la prima volta che siamo mai stati in grado di farlo con un globulo di Bok".

Ad una distanza stimata di quasi 20, 000 anni luce dalla Terra, il Piccolo Amico è anche il globulo di Bok più distante mai visto.

Le proprietà di Cygnus X-3 e la sua vicinanza al Little Friend danno anche l'opportunità di effettuare una misurazione precisa della distanza, cosa che spesso è molto difficile in astronomia. Dai primi anni '70, gli astronomi hanno osservato una variazione regolare di 4,8 ore nei raggi X di Cygnus X-3. Il piccolo amico, fungendo da specchio a raggi X, mostra la stessa variazione, ma leggermente ritardato perché il percorso dei raggi X riflessi è più lungo di una linea retta da Cygnus X-3 alla Terra.

Misurando il tempo di ritardo nella variazione periodica tra Cygnus X-3 e Little Friend, gli astronomi sono stati in grado di calcolare la distanza dalla Terra a Cygnus X-3 di circa 24, 000 anni luce.

Poiché Cygnus X-3 contiene un enorme, stella di breve durata, gli scienziati pensano che debba aver avuto origine in una regione della Galassia dove è ancora probabile che le stelle si stiano formando. Queste regioni si trovano solo nei bracci a spirale della Via Lattea. Però, Cygnus X-3 si trova al di fuori di qualsiasi braccio a spirale della Via Lattea.

"In un certo senso è una sorpresa trovare Cygnus X-3 dove lo troviamo, " ha detto il co-autore Michael Dunham di CfA e la State University di New York a Fredonia. "Ci siamo resi conto che doveva succedere qualcosa di piuttosto insolito durante i suoi primi anni per mandarlo in una corsa sfrenata".

I ricercatori suggeriscono che l'esplosione di una supernova che ha formato il buco nero o la stella di neutroni in Cygnus X-3 ha allontanato il sistema binario dal suo luogo di nascita originale. Supponendo che Cygnus X-3 e il Piccolo Amico si siano formati uno vicino all'altro, stimano che Cygnus X-3 deve essere stato espulso a velocità comprese tra 400, 000 e 2 milioni di miglia orarie.

Un articolo che descrive questi risultati è apparso in un recente numero di The Lettere per riviste astrofisiche ed è disponibile online.