Due astronomi greci sono riusciti a modellare la struttura tridimensionale di una nube di gas interstellare, e ho scoperto che è dell'ordine di 10 volte più spazioso di quanto apparisse originariamente.

La forma e la struttura di Musca, descritto nel giornale Scienza , potrebbe aiutare gli scienziati a sondare le origini misteriose e l'evoluzione delle stelle e, per estensione, i pianeti che li circondano.

Trovare la struttura 3-D di tali nubi "è stato un 'Santo Graal' negli studi del mezzo interstellare ormai da molti anni, ", ha affermato l'autore senior Konstantinos Tassis, un astrofisico presso l'Università di Creta.

Le nuvole interstellari fungono da culle celesti per le stelle nascenti, che si condensano da questi enormi agglomerati di gas e polveri. questi freddi, polveroso, le nuvole magnetizzate possono raggiungere un milione di volte la massa del sole. Ma poiché sono pieni di idrogeno molecolare che blocca la luce delle stelle sullo sfondo, in genere appaiono come buchi in un cielo notturno altrimenti luminoso. Sono più facilmente studiabili usando la luce infrarossa.

Ma anche alla luce infrarossa, queste nuvole sono difficili da studiare perché possiamo vederle solo come strutture piatte, anche se in realtà sono tridimensionali. Sappiamo molto poco di quanto siano densi, che forma hanno e come sono organizzati all'interno.

"Al loro interno avvengono tutti i tipi di diversi processi fisici e chimici, e come risultato, il processo di formazione stellare è poco compreso, " Tassis ha detto in una e-mail. "Come fa una nuvola gigante di un milione di masse solari a rompersi in pezzi più piccoli, e come si condensano questi frammenti in stelle simili al nostro sole? Cosa fa sì che una nuvola formi molte stelle piccole o poche stelle più grandi?"

"Questi problemi, sebbene siano direttamente collegati alla questione dell'origine del nostro sole, il nostro pianeta, e, in definitiva, noi stessi, sono ancora molto un mistero, " Ha aggiunto.

Circa un decennio fa, l'astrofisico Paul Goldsmith del Jet Propulsion Laboratory di La Canada Flintridge e i suoi colleghi hanno scoperto strani ciuffi simili a capelli che circondano tali nuvole di gas, un po' come le ciglia di un batterio. Nel caos di una nuvola di gas, queste strutture ordinate attirarono l'attenzione degli astronomi. Come si sono formati, e perché?

"Capire come si creano nuove stelle è davvero una sfida fondamentale per l'astrofisica moderna, "Orefice, che non era coinvolto nel nuovo documento, detto in un'intervista. "Queste nubi molecolari sono il luogo in cui si formano nuove stelle, e così comprendendo la struttura di queste nuvole, e quanto sono profonde, qual è la loro struttura tridimensionale, è ovviamente fondamentale per comprendere l'intero quadro."

Mentre completava il suo lavoro di dottorato presso l'Università di Creta, l'autore principale Aris Tritsis (ora borsista post-dottorato presso l'Australian National University) ha concluso che queste striature erano in realtà causate da onde magnetiche che lasciavano la loro impronta sul gas della nube.

"Fu allora che ci rendemmo conto che queste striature potevano codificare una vibrazione globale se la nuvola fosse isolata, una canzone, ' uno schema di frequenze che potrebbe rivelare il vero, forma 3-D della nuvola, " disse Tassi.

Per cercare di usare quelle onde magnetosoniche per capire la forma di una nuvola interstellare, hanno estratto i dati dall'Osservatorio spaziale Herschel a infrarossi dell'Agenzia spaziale europea, che può vedere nell'infrarosso. Si sono concentrati su Musca, che si trova nell'emisfero australe a circa 500 anni luce dalla Terra.

Mosca, una nuvola filamentosa che è lunga e sottile, era un bersaglio ideale perché era relativamente isolato. Ciò significava che era improbabile che le sue striature fossero state deformate dal "rumore" proveniente dalle strutture vicine, disse Tassi.

Poiché le onde sono fondamentalmente intrappolate all'interno della nuvola interstellare, la lunghezza d'onda conterrà effettivamente informazioni sulle sue dimensioni. Dopo aver utilizzato le striature per determinare la lunghezza d'onda di questa "vibrazione globale, " gli scienziati sono stati in grado di determinare la vera forma di questa nube di gas.

Dal nostro punto di vista, Musca sembra un ago. Ma le onde magnetosoniche hanno rivelato che la nube di gas aveva in realtà la forma di una frittella, una che stavamo osservando di profilo. Tutto sommato, la nuvola sembra misurare circa 24 anni luce di larghezza per 18 anni luce di larghezza e un anno luce di spessore.

"Proprio allo stesso modo in cui un flauto ottavino emette un suono molto diverso da una tuba (l'aria vibra con frequenze diverse nei due casi perché la forma e le dimensioni degli strumenti sono molto diverse), una nuvola a forma di frittella vibra in una melodia molto diversa da quella di una nuvola a forma di ago, " disse Tassis. " Musca vibra molto chiaramente come una frittella, non un ago. Non è un effetto sottile, è strabiliante!"

Ciò significava che la nube di gas era molto più voluminosa di quanto si pensasse in precedenza, all'incirca dell'ordine di 10 volte più grande, disse Tassi. E poiché la stessa quantità di gas ha riempito quello spazio più grande del previsto, significava che la nuvola era molto meno densa di quanto gli scienziati si aspettassero.

"È stata una grande sorpresa per noi, " disse Tassi.

Orafo, il cui team ha originariamente identificato l'esistenza di striature, elogiato il lavoro.

"Questo è fantastico. Questo è eccitante, " disse l'astrofisico. "Ora dobbiamo capire se possiamo confermarlo con qualche altro tipo di misurazione."

La scoperta che Musca è un pancake e non un prototipo di filamento aghiforme cambia totalmente la comprensione degli scienziati dell'equilibrio delle forze che hanno modellato questa nube di gas e hanno influenzato il suo processo di formazione delle stelle, Tassi aggiunto.

Per una cosa, una nube di gas meno densa avrebbe un tasso di formazione stellare molto più basso. Oltre a ciò, la demografia molecolare delle nubi più rade è diversa da quelle più dense. nuvole dense, Per esempio, hanno maggiori probabilità di avere molecole a base di azoto come l'ammoniaca.

Anche la forma di una simile nuvola può essere molto significativa:le forze magnetiche creano nuvole simili a frittelle, la turbolenza forma nuvole aghiformi e le forze termiche si traducono in tondeggianti, nuvole gonfie, disse Tassi. Se gli scienziati possono ora iniziare a riprodurre più di queste nuvole in tre dimensioni, non scambieranno una nuvola a forma di pancake per una a forma di ago. Ciò significa che inizieranno ad avere un senso molto migliore delle forze in gioco.

"Ora che sappiamo che Musca è una frittella, sappiamo che almeno per questo particolare cloud, le forze magnetiche devono svolgere un ruolo chiave nel processo di formazione stellare che avviene al suo interno, " disse Tassi.

Armato della conoscenza della struttura tridimensionale di Musca, altri scienziati possono ora trarre maggiori informazioni sulle proprietà chimiche e fisiche di questa nube di gas interstellare.

"Con la sua struttura 3-D rivelata, Musca ora fungerà da laboratorio prototipo per studiare la formazione stellare in modo più dettagliato che mai, " disse Tassis. "La saga della formazione stellare di Musca sta iniziando solo ora, e questo è uno sviluppo molto eccitante che va oltre questa particolare scoperta".

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