Le stelle nascono in mezzo a grandi nubi di gas e polvere. Le densificazioni locali prima formano "embrioni, " che poi raccolgono materia e crescono. Ma come funziona esattamente questo processo di accrescimento? E cosa succede quando due stelle si formano in un disco di materia? Le immagini ad alta risoluzione di un giovane sistema binario stellare rivelano per la prima volta una complessa rete di accrescimento filamenti che alimentano due protostelle al centro del disco circumbinario. Con queste osservazioni, un team internazionale di astronomi guidato dal Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics è stato in grado di identificare un processo di accrescimento a due livelli, disco circumbinario disco circumstellare stelle, vincolare le condizioni che portano alla formazione e all'evoluzione dei sistemi stellari binari.

La maggior parte delle stelle nell'universo si presenta sotto forma di coppie, binarie, o anche di più sistemi stellari. Ora, la formazione di un tale sistema stellare binario è stata osservata per la prima volta con immagini ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ad alta risoluzione. Un team internazionale di astronomi guidato dal Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics ha preso di mira il sistema [BHB2007] 11, il membro più giovane di un piccolo ammasso di giovani oggetti stellari nel nucleo di Barnard 59 nella nube molecolare della nebulosa Pipe. Mentre osservazioni precedenti hanno mostrato un inviluppo di accrescimento che circonda un disco circumbinario, le nuove osservazioni ora rivelano anche la sua struttura interna.

"Vediamo due sorgenti compatte, che interpretiamo come dischi circumstellari attorno alle due giovani stelle, " spiega Felipe Alves di MPE, che ha condotto lo studio. "La dimensione di ciascuno di questi dischi è simile alla cintura di asteroidi nel nostro Sistema Solare, e la loro distanza reciproca è circa 28 volte la distanza tra la Terra e il Sole." Entrambe le protostelle sono circondate da un disco circumbinario con una massa totale di circa 80 masse di Giove, che mostra una complessa rete di strutture di polvere distribuite in forme a spirale. La forma dei filamenti suggerisce filamenti di materiale in caduta, il che è confermato dall'osservazione delle righe di emissione molecolare.

"Questo è un risultato davvero importante, "dice Paola Caselli, direttore e MPE e capo del centro di studi astrochimici. "Abbiamo finalmente immaginato la complessa struttura delle giovani stelle binarie, con i loro "filamenti di alimentazione" che li collegano al disco circumbinario. Ciò fornisce importanti vincoli per gli attuali modelli di formazione stellare".

Gli astronomi interpretano i filamenti come streamer in afflusso dal disco circumbinario esteso, dove il disco circumstellare attorno alla meno massiccia delle due protostelle riceve più input, coerente con le previsioni teoriche. Il tasso di accrescimento stimato è solo di circa 0,01 masse di Giove all'anno, che concorda con i tassi stimati per altri sistemi protostellari. Allo stesso modo in cui il disco circumbinario alimenta i dischi circumstellari, ogni disco circumstellare alimenta la protostella al suo centro. A livello di stelle del disco però, il tasso di accrescimento dedotto dalle osservazioni è maggiore per l'oggetto più massiccio. L'osservazione dell'emissione di un radiogetto esteso per l'oggetto settentrionale conferma questo risultato, il che è un'indicazione indipendente che questa protostella sta effettivamente accumulando più materiale.

"Ci aspettiamo che questo processo di accrescimento a due livelli guidi la dinamica del sistema binario durante la sua fase di accrescimento di massa, " dice Alves. "Mentre il buon accordo di queste osservazioni con la teoria è già molto promettente, dovremo studiare in dettaglio più giovani sistemi binari per limitare ulteriormente le condizioni che portano alla molteplicità stellare".