L'immagine della nebulosa Rosetta si basa sui dati ottenuti come parte del sondaggio INT Photometric H-Alpha del piano galattico settentrionale, preparato da Nick Wright, Università di Keele, per conto della Collaborazione IPHAS. Credito:Nick Wright, Università di Keele
Un buco nel cuore di una splendida nuvola interstellare simile a una rosa ha lasciato perplessi gli astronomi per decenni. Ma nuove ricerche, guidato dall'Università di Leeds, offre una spiegazione per la discrepanza tra le dimensioni e l'età della cavità centrale della Nebulosa Rosetta e quella delle sue stelle centrali.
La Nebulosa Rosetta si trova nella Via Lattea all'incirca 5, 000 anni luce dalla Terra ed è noto per la sua forma a rosa e il caratteristico buco al centro. La nebulosa è una nuvola di polvere interstellare, idrogeno, elio e altri gas ionizzati con diverse stelle massicce trovate in un ammasso al centro.
I venti stellari e le radiazioni ionizzanti di queste stelle massicce influenzano la forma della gigantesca nube molecolare. Ma le dimensioni e l'età della cavità osservata al centro della Nebulosa Rosetta sono troppo piccole rispetto all'età delle sue stelle centrali.
Attraverso simulazioni al computer, gli astronomi di Leeds e della Keele University hanno scoperto che la formazione della Nebulosa potrebbe essere in una sottile nuvola molecolare simile a un foglio piuttosto che in una forma sferica o spessa simile a un disco, come alcune fotografie possono suggerire. Una sottile struttura a disco della nube che focalizza i venti stellari lontano dal centro della nube spiegherebbe le dimensioni relativamente piccole della cavità centrale.
Autore principale dello studio, Dottor Christopher Wareing, della School of Physics and Astronomy ha dichiarato:"Le stelle massicce che compongono l'ammasso centrale della Nebulosa Rosetta hanno alcuni milioni di anni e sono a metà del loro ciclo di vita. Per tutto il tempo che i loro venti stellari avrebbero fluito, ti aspetteresti una cavità centrale fino a dieci volte più grande.
Visualizzazione 3D della nebulosa simulata, che mostra la densa nuvola molecolare simile a un disco in rosso, il tenue vento stellare focalizzato lontano dal disco in blu e le linee del campo magnetico in grigio. Il campo magnetico è di fondamentale importanza nella formazione di un disco, non sferico, nuvola molecolare. Credito:C.J. Wareing et al., 2018, MNRAS
"Abbiamo simulato il feedback del vento stellare e la formazione della nebulosa in vari modelli di nubi molecolari tra cui una sfera grumosa, un disco filamentoso spesso e un disco sottile, tutti creati dalla stessa nuvola atomica iniziale a bassa densità.
"Era il disco sottile che riproduceva l'aspetto fisico - dimensione della cavità, forma e allineamento del campo magnetico - della Nebulosa, ad un'età compatibile con le stelle centrali e la loro forza del vento.
"Per avere un modello che riproduca in modo così accurato l'aspetto fisico in linea con i dati osservativi, senza volerlo fare, è piuttosto straordinario.
"Siamo stati anche fortunati a poter applicare ai nostri modelli i dati del sondaggio Gaia in corso, poiché un certo numero di stelle luminose nella Nebulosa Rosetta fanno parte dell'indagine.
Slice attraverso la simulazione della Nebulosa Rosetta, perpendicolare al disco della nuvola molecolare. Il disco della nuvola molecolare (mostrato in rosso) sta chiaramente focalizzando il vento dalla stella centrale (mostrato in blu) lontano dalla nuvola e nei dintorni della nuvola (mostrato in verde). Credito:C.J. Wareing et al., 2018, MNRAS
L'applicazione di questi dati ai nostri modelli ci ha fornito una nuova comprensione dei ruoli che le singole stelle svolgono nella Nebulosa Rosetta. Poi esamineremo molti altri oggetti simili nella nostra Galassia e vedremo se riusciamo a capire anche la loro forma".
Le simulazioni, pubblicato oggi su Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , sono stati eseguiti utilizzando l'Advanced Research Computing Center di Leeds. Le nove simulazioni hanno richiesto circa mezzo milione di ore di CPU, l'equivalente di 57 anni su un computer desktop standard.
Martin Callaghan, un membro del team Advanced Research Computing, ha dichiarato:"Il fatto che le simulazioni della Nebulosa Rosetta avrebbero impiegato più di cinque decenni per essere completate su un computer desktop standard è uno dei motivi principali per cui forniamo potenti strumenti di ricerca sul supercalcolo. Questi strumenti hanno permesso di eseguire le simulazioni della Nebulosa Rosetta in questione di poche settimane».
