Dic 17

Un urlo inaspettato **

Avrete già capito che mi interessano particolarmente le stelle quando sono proprio neonate. Purtroppo, è difficile assistere in diretta a eventi così energetici, commoventi, ma anche brevissimi. Normalmente si assiste alla “preparazione” di una stella oppure alla sua gioventù. Il momento della nascita rimane abbastanza segreto anche se si mettono occhiali veramente speciali.

Sappiamo, comunque, che la prima cosa che fa una stella appena nata è simile alla prima manifestazione di un neonato: si mette a urlare a pieni polmoni. Buon segno per le creature umane e forse buon segno anche per le stelle. Il problema è che non sappiamo ancora quanto forte urla una stella appena sbocciata alla vita. Cogliere il momento esatto è veramente difficile. L’urlo di una stella non è ovviamente legato al suono, ma alla luce: il segno inconfondibile della sua gioia di vivere. A furia di osservare nel cielo si è forse catturato uno di questi momenti critici ed elusivi. In realtà, non proprio quel momento, ma uno di poco successivo. Tuttavia, attorno alla stella giovanissima vi sono ancora dei “resti” dell’urlo iniziale e si è stimato che in quel momento la sua luminosità doveva essere ben 100 volte superiore a quella attuale. Può essere un caso particolare o è la norma? Non possiamo ancora saperlo. Niente da fare: la nascita è un momento sempre uguale e sempre diverso e forse mai si riuscirà veramente a comprenderlo in tutti i suoi risvolti più profondi.

La giovane stella che si vede adesso è nata circa 100 000 anni fa, una vera inezia. Su di lei sono subito stati puntati gli occhi di ALMA, sicuramente i migliori per certe lunghezze d’onda.

Il loro compito non è stato, però, quello di studiare la stella in sé, ma  il gas e la polvere che ancora circondano la stella e che possono mantenere vivi i segni di una situazione precedente, quando la stella aveva mandato i suoi primi vagiti. In quella nuvola densa avvengono normalmente varie reazioni chimiche che si possono descrivere abbastanza bene. Nascono molecole abbastanza complesse come ad esempio il metanolo. Ci si dovrebbe aspettare che queste molecole siano distribuite tutt’attorno alla stella ormai giovinetta, un residuo della sua formazione ancora vicinissima a lei. Invece, qualcosa manca. Meglio ancora, manca qualcosa in una specie di grande anello attorno alla stella.

Ciò che manca è una molecola molto importante: HCO+. Come mai? Analizziamo questa molecola. Essa è particolarmente sensibile al vapor d’acqua. Ne basta pochissimo per dissolverla. Ciò vuol dire che la mancanza di questa molecola nei pressi della stella deve essere dovuto a qualche cosa capitato alla stella nei suoi primi istanti di vita. Questo ragionamento può portare a ricostruire fasi precedenti e ancora praticamente sconosciute.

In altra parole, se appena nato io mando un urlo spaventosamente forte potrei magari rompere le lampadine della sala parto. Poi mi tranquillizzerei e le mie urla diventerebbero accettabili. Chi sente queste ultime, mai potrebbe ipotizzare il mio urlo iniziale. Tuttavia, se guardasse le lampadine rotte (e magari anche un vetro!) capirebbe che qualcosa deve essere successo nei miei primi momenti di vita e quindi  intuire il mio urlo fuori dal normale. La mancanza di HCO+ è simile alle lampadine rotte, un segno indiretto di ciò che è capitato in tempi precedenti a quello attuale.

una giovane stella
L’immagine mostra la giovane protostella al centro, circondata dal gas e dalla polvere. Il colore rosso mostra il metanolo. Si noti che la sua emissione è prossima al centro. Il color blu si riferisce a HCO+ che si distribuisce secondo una struttura ad anello. L’anello giallo più interno indica dove la temperatura risulta essere 100K, in accordo con la luminosità attuale della stella. L’anello giallo più esterno è invece quello che corrisponde alla stessa temperatura nel momento in cui la stella era cento volte più luminosa. Fonte: Jes Jørgensen (Niels Bohr Institute).

Vediamo di ricostruire cosa può essere successo al nostro neonato “urlatore”. All’inizio, prima della nascita, il gas e la polvere sono estremamente freddi e si possono trovare solo molecole molto semplici come il monossido di carbonio e l’acqua che si solidificano sui grani di polvere creando ghiaccio. Le molecole sono molto vicine tra loro, dividendo la stessa “casa”. Non è quindi strano che si combinino dando luogo a molecole più complesse come il metanolo, l’etanolo, zuccheri semplici, ecc. All’interno di questa nube fredda si sta formando una protostella che attrae verso di lei le molecole della nube che la circonda. Il materiale che precipita verso la stella in formazione trasforma l’energia cinetica di movimento in calore, dato che la folla è tanta e deve rallentare. Il calore, però, comincia a riscaldare i grandi di polvere e a fondere il ghiaccio, liberando vapore d’acqua. Quest’ultimo, come già detto, dissolve le molecole di HCO+ (rompe le lampadine). Tuttavia, la quantità di acqua vaporizzata dipende dalla temperatura e di conseguenza dalla luminosità della stella nel momento della sua formazione. Una luminosità pari a quella attuale non potrebbe eliminare l’HCO+ in uno spazio così grande attorno al giovane astro. E’ necessario ipotizzare che la luminosità precedente fosse ben più alta, cento volte superiore, almeno. L’urlo iniziale doveva essere ben più forte degli attuali “gridolini”.

Dall’analisi delle varie abbondanze e da altri parametri chimici si può stabilire che il momento dell’urlo spaventoso dovrebbe riferirsi a non più di 100-1000 anni fa. Veramente un attimo nel tempo dell’Universo e della vita di una stella. L’urlo del neonato si è spento proprio una frazione di secondo prima che qualcuno entrasse in sala parto!

Una tale esplosione di temperatura e luce spiega anche molto bene la quantità di metanolo osservata e -soprattutto- l’eccesso di molecole contenenti il carbonio. E’ ovvio dedurre che l’urlo iniziale è stato un episodio importantissimo per la successiva creazione di molecole organiche complesse che in seguito finiranno nella nube proto planetaria e nei pianeti. Si pensa anche che queste esplosioni così energetiche non siano casi isolati, ma che possano avvenire più di una volta durante il processo formativo. Non un solo urlo, ma una serie di urli…

Una storia affascinante e quasi incredibile se pensiamo al tempo ristrettissimo in cui sono avvenuti questi fenomeni così decisivi per il futuro della stessa stella e soprattutto dei suoi figli planetari (e non solo…). Non dobbiamo, però, meravigliarci più di tanto. L’Universo ci insegna che i momenti critici hanno sempre una durata brevissima: l’esplosione di una supernova, la caduta di un asteroide sulla Terra, e cento altri esempi, tra cui non ultimo, forse, lo stesso Big Bang. Una specie di funzione continua, lenta e apparentemente monotona che, improvvisamente, subisce un salto enorme per poi riprendere il suo cammino tranquillo.

Questa è una delle leggi fondamentali del Cosmo e dobbiamo tenerne conto. Episodi violenti  e rapidi scandiscono la sua evoluzione. A volte decisamente produttivi, a volte apparentemente distruttivi (come l’impatto con un asteroide). Distruttivo per noi, però… ma non per l’Universo. Chi siamo in fondo noi per metterci al centro della situazione? In fondo, quella stella bambina ha fatto di tutto per creare i mattoni della vita in abbondanza, attraverso un evento violento e improvviso. I suoi piccoli figli asteroidi potrebbero trasformarla e -magari- migliorarla in tempi successivi… siamo solo noi a vederne un risvolto negativo…

Tornando alla notizia, il problema è adesso capire se il caso osservato da ALMA è un caso fortuito o è invece la norma. Forza astrofisici, al lavoro!

Una piccola precisazione. Ho spesso parlato di stella e protostella mischiando i due concetti. In realtà la situazione è abbastanza comprensibile. Già prima dell’accensione del nucleo di idrogeno, la protostella emette radiazioni e vive una sua vita abbastanza violenta. Possiamo considerare anche queste fasi come momenti di nascita. Potrebbe essere utile, a riguardo, il libro “Il gioco delle Stelle”…

15 commenti

  1. ConcettoM

    Se ho capito bene, la stella "urla" quando iniziano le reazioni di trasformazione dell'idrogeno in elio, ma prima di tale evento, l'energia dissipata è solo dovuta a contrazione gravitazionale?
     
    Grazie 

  2. Mario Fiori

    E' a questo punto dunque che si formano e si liberano verso l'esterno le molecole complesse che poi si uniranno a formare i pianeti e, se del caso, pure la vita?

  3. caro Concetto,
    anche nella fase di protostella (ossia prima dell'inizio della fusione), la stella manda i suoi urli dovuti, come giustamente dici tu, alla contrazione soltanto. Forse non sono stato chiarissimo, ma quando il materiale ancora precipita verso il centro, prima dell'innesco della fusione, la temperatura inizia già a far sentire i suoi effetti come quello descritto. Siamo ancora in fase di presequenza.

  4. caro Mario,
    in parte sì, ma anche in tempi successivi. In tutto il cosmo, dove c'è miscuglio di composti creati dalle supernove  si formano molecole e composti...  L'importante è che ci siano condizioni di temperatura e energia adatti. Diciamo meglio: le supernove regalano gli elementi che poi si combinano in fasi successive, come la nascita di una nuova stella che usa il materiale di recupero...

  5. etruscatro

    mi domando la massa di questa stella a quanto ammonta e se il fenomeno osservato da ALMA lo possiamo immaginare anche a stelle giganti o super giganti o anche alle nane! :?:

  6. caro etru,
    direi che siamo ancora in una fase di "costruzione" e la massa finale non è ancora decisa completamente, dato che siamo ancora in fase di contrazione e non è chiaro se la stella è veramente nata come stella.. Tuttavia, direi che dovrebbe essere maggiormente visibile su stelle di medio-piccola massa... sempre che capiti sempre... 

  7. beppe

    Questa stella neonata "ma che bella, assomiglia al papà o alla mamma?" ops! mi sono lasciato trascinare... comunque questa magnifica creatura è una stella popolazione I oppure diversa? 
    In linea di principio, potrebbero ancora nascere stelle di popolazione II? Oppure la dispersione di elementi pesanti ha ormai permeato tutto l'universo?

  8. anna

    Buonasera Vincenzo,
    sono una storica dell'arte che ha sempre unito la passione per le arti con quella per le scienze,seguendo d'istinto il pensiero umanista ...
    Volevo complimentarmi per il suo blog di alta qualità...
    precisando due cose..
    la prima è inerente al "mestiere" di artista..un lavoro duro, incessante, che segue regole precise di autodisciplina, di ricerca incessante dell'io nella storia,trovare continue soluzioni nuove, capire se il proprio talento è vero o solo un abbaglio...il "vero artista" sa di dover consegnare un significato che sfidi il tempo..offrire al pubblico ed al sua tremendo giudizio un ragione perchè il suo lavoro sia guardato e riguardato senza noia e sopratutto venduto..una sfida titanica...ecco il motivo per cui di artisti ancora oggi ne abbiamo pochi confrontati alle migliaia che si definiscono tali.
    Credo che la stessa cosa valga per gli scienziati.
    Lei , dal poco che ho letto è un vero scienziato....e il suo lavoro verrà riconosciuto..sfiderà il tempo...è matematico e storico.
    Nei miei momenti peggiori, quando arrivano anche a me pugnali affilati, mi ricordo di una frase che ho sentito: solo i mediocri non sono invidiati e non hanno nemici o delusioni...e a volte è direttamente proporzionale la gelosia all'intelligenza o al merito che si detiene.
    Un caro saluto..
    Anna

     

  9. caro beppe,
    ormai le stelle di popolazione II hanno invaso l'universo dei loro regalini e direi che le nuove nascite si debbano classificare comunque di pop. I,  

  10. cara Anna,
    innanzitutto diamoci del tu... tra chi ha voglia di pensare e di riflettere il tu è un obbligo!
    Non sai quanto mi fai contento!
    Io, fin da bambino, ho avuto la passione per la storia dell'arte, ho letto centinaia di libri di storia dell'arte dei grandi come Venturi, Longhi, ecc. (pensa che ancora adolescente mi sono digerito il celebre "Michelangelo architetto" dell'Università di Venezia). Il mio sogno era di fare il tuo mestiere...
    Poi la vita decide in modo diverso, ma sono comunque contento di ciò che ho fatto. Come dici tu l'importante è mettere la passione in ciò che fai e sentirtelo una cosa tua fino in fondo. E con il tuo lavoro (se vogliamo chiamarlo così) devi avere un rapporto onesto, sincero, umile e completo. Se ci riesci non c'è più differenza tra arte e Scienza. Se poi penso alla matematica che trasuda dai dipinti di Piero della Francesca, non riesco più a vedere differenza alcuna.
    Come oggi ci sono artisti che pensano solo al soldo e che dipingono senza bagaglio culturale, così capita nella scienza, dove al posto del soldo vi è spesso la smania di emergere a tutti i costi. Crolla la sincerità tra te e il tuo lavoro e tutto si sfalda.
    Spesso e volentieri faccio riferimento ai grandi del Rinascimento nei miei articoli scientifici. Appena posso la vecchia passione torna...
    Se rimani con noi ne saremmo proprio onorati!!!! :-P
     

  11. Antonio Manni

    Salve Prof. :) ,

    domandona da 1 milione di lire.......: che cos'è l'HCO+ :mrgreen:

    Grazie :) ....  

  12. Prende il nome di formilcatione ed è uno degli ioni più abbondanti nelle nubi interstellari. E' una fase  intermedia per la creazione del monossido di carbonio. Qualche chimico potrebbe parlarne più a lungo... :mrgreen: 

  13. Antonio Manni

    Grazie per la delucidazione Prof.  :)

  14. Lampo

    Possibile che con tutte le stelle che ci sono non si sia ancora riusciti a catturare uno di questi momenti...? Sarebbe davvero interessante...
    Enzo non riesco a trovare sul web quanto è all'incirca il rateo di formazione stellare nella via lattea...mi sembra di ricordare qualcosa come una all'anno in media...ricordo male?

  15. carissimo,
    la media della Via Lattea è una stella all'anno. Il problema di catturare certi momenti dipende da due cose: 1) la partenza di ALMA (e dici poco...); 2) l'estrema brevità del fenomeno, un attimo per le stelle...

Lascia un commento

*

:wink: :twisted: :roll: :oops: :mrgreen: :lol: :idea: :evil: :cry: :arrow: :?: :-| :-x :-o :-P :-D :-? :) :( :!: 8-O 8)

 

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.