livello elementare
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ARGOMENTO: ASTRONOMIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: UNIVERSO
parole chiave: JWST, Sagittarius C, protostelle
Il James Webb Space Telescope (JWST), un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, l’ESA (Agenzia spaziale europea) e l’Agenzia spaziale canadese, è il principale osservatorio di scienze spaziali del mondo e continua a stupirci con immagini di galassie ai confini del tempo.
Dopo il Big Bang, l’Universo era quasi perfettamente uniforme e pieno di materia, energia e radiazioni in uno stato di rapida espansione. Con il passare del tempo, l’Universo ha continuato a formare elementi, atomi, e ammassi che si trasformano in stelle e galassie, mentre l’insieme si espande e si raffredda con il passare del tempo. NASA/GSFC
La domanda che ci poniamo oggi è che cosa intendiamo con i confini del tempo?
Una domanda che non ha ancora una risposta ed attanaglia l’Umanità da millenni. Oggi sappiamo con una buona certezza scientifica che il nostro Universo si è evoluto nel tempo dal suo inizio, il Big Bang, circa 13,8 miliardi di anni fa fino a come lo “vediamo” ed ora, grazie al JWST, possiamo osservare come era al suo inizio ma non possiamo sapere cosa c’era prima. Inoltre, l’Universo, come lo concepiamo comunemente, ha avuto un tempo prima del quale non esisteva nulla? Se il tempo, che noi consideriamo comunemente si espande linearmente (ieri, oggi e domani) cosa avveniva prima del Big Bang. Nel caso, il tempo possiamo dire che il tempo si espande in entrambe le direzioni in maniera lineare? Oppure ha un andamento ciclico come se si muovesse sulla circonferenza di un cerchio (comunque ci sposteremmo non arriveremo mai ad una fine)?
Una storia visiva dell’Universo in espansione dallo stato caldo e denso, noto come Big Bang, e la successiva crescita e formazione della struttura. Man mano che l’Universo si espande, si raffredda, consentendo la formazione di ioni, atomi neutri e infine molecole, nubi di gas, stelle e infine galassie. NASA/CXC/M.WEISS
Domande che vanno oltre la fisica euclidea e, non a caso, sono state oggetto di teorie da parte dei grandi filosofi dell’antichità e delle fisiche moderne. Un aiuto a comprendere ciò che avvenne in un tempo prossimo al momento del Big Bang lo sta fornendo il JWST che ci continua a restituire immagini strabilianti che ci portano indietro nel tempo, verso mondi lontani attorno ad altre stelle, mostrandoci misteriose e non ancora comprese strutture e origini del nostro universo. L’ultima immagine pervenuta mostra una porzione del centro denso della nostra galassia con dettagli senza precedenti, che ci mostrano strutture mai viste prima che gli astronomi devono ancora comprendere.
Il JWST ha raccolto delle straordinarie immagini nella regione stellare denominata Sagittarius C, che si trova a circa 300 anni luce dal buco nero super massiccio centrale della Via Lattea (Sagittarius A). Nelle immagini appare un insieme incredibile di stelle e nubi colorate dove si osserva una regione a forma di imbuto che appare più scuro dell’area circostante e presenta un numero minore di stelle, più largo sul bordo superiore dell’imbuto che si restringe verso il basso. Verso l’estremità stretta di questa regione oscura si distingue una piccola area di color rosso e bianco che sembra proiettare stelle filanti verso l’alto e verso sinistra. Inoltre, una vasta area di colore ciano brillante circonda la parte inferiore dell’area scura disegnando una forma ad U dove si notano delle strutture lineari aghiformi che diventano più diffuse al centro dell’immagine.
Lo strumento NIRCam (Near-Infrared Camera) del telescopio spaziale James Webb della NASA rivela una porzione del denso nucleo della Via Lattea sotto una nuova luce. Si stima che circa 500.000 stelle brillino in questa immagine della regione del Sagittario C (Sgr C), insieme ad alcune caratteristiche non ancora identificate. Una vasta regione di idrogeno ionizzato, mostrata in ciano, contiene intriganti strutture aghiformi prive di qualsiasi orientamento uniforme. NASA, ESA, CSA, STScI e S. Crowe (Università della Virginia)
Grazie allo strumento NIRCam (Near-Infrared Camera) in dotazione al telescopio spaziale si nota una porzione del denso nucleo della regione del Sagittario C dove sono state stimate circa 500.000 stelle, insieme ad alcune caratteristiche non ancora identificate. Tra di esse un ammasso di protostelle – stelle che si stanno ancora formando e guadagnando massa – che producono flussi che brillano come un incendio nel mezzo di una nube scura agli infrarossi. Al centro si osserva una protostella massiccia con una massa superiore a 30 volte quella del nostro Sole.
In astronomia si definiscono protostelle i prodotti della fase della formazione stellare compresa tra il collasso di una nube molecolare e la fase di stella pre-sequenza principale. In pratica, una protostella è l’immediato prodotto del collasso gravitazionale di una densa nube del mezzo interstellare causato dalle turbolenze interne della nube oppure, più spesso, da un qualche evento esterno, come le onde d’urto provocate dall’esplosione di una supernova o da una collisione tra due nubi distinte, le forze di marea galattica tra due galassie interagenti e così via. Se il “disturbo” è abbastanza grande, in una regione della nube a maggiore densità, la forza di gravità può sovrastare l’energia termica, dando luogo al collasso. Questo avviene ovviamente con tempi molto lunghi; ad esempio protostelle di massa simile al Sole impiegano circa 10 milioni di anni, mentre le stelle di massa maggiore sono molto più veloci (una stella di 15 masse solari raggiunge la sequenza principale in circa 100.000 anni). Va compreso che la quantità di materia che la protostella accumula condizionerà irreversibilmente il suo destino successivo. La massa determinerà inoltre la durata della sua vita: le stelle meno massicce vivono molto più a lungo delle stelle più pesanti. Come vedete i tempi sono tali che le nostre misure temporali sono trascurabili. |
Una nube tanto densa che la luce delle stelle dietro di essa non riesce a raggiungere il telescopio Webb, facendola quindi apparire meno affollata. Nuvole più piccole, dove si stanno formando le future stelle, sono visibili nell’infrarosso e punteggiano l’immagine. Inoltre, un’emissione su larga scala di idrogeno ionizzato che circonda il lato inferiore della nuvola scura, mostrata in colore ciano nell’immagine, che potrebbe risultare dall’emissione di fotoni emessi da giovani stelle massicce. Sicuramente il mistero più grande sono però le strutture aghiformi nell’idrogeno ionizzato, che sembra si orientino in modo caotico in molte direzioni. E siamo solo all’inizio …
in anteprima l’immagine di un’impressionante regione di galassie scattata dal telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA, insieme a stelle luminose coronate dai caratteristici picchi di diffrazione a sei punte di Webb. La grande galassia a spirale alla base di questa immagine è accompagnata da una profusione di galassie più piccole e distanti che vanno da vere e proprie spirali a semplici macchie luminose. La spirale è stata chiamata LEDA 2046648 e si trova a poco più di un miliardo di anni luce dalla Terra, nella costellazione di Ercole.
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