Dopo migliaia di anni di osservazioni con centinaia di strumenti diversi da terra e nello spazio, il processo di formazione stellare nasconde per noi ancora molti misteri. Ora, il telescopio spaziale James Webb ha già iniziato a rivelare un Universo mai visto prima, e a riscrivere molto di ciò che pensavamo di conoscere su di esso.

Di recente, migliaia di giovani stelle mai osservate fino ad oggi sono state individuate in 30 Doradus, meglio conosciuta come Nebulosa Tarantola, per l’aspetto dei suoi filamenti polverosi. Oltre alle giovani stelle, Webb ha rivelato anche galassie di sfondo lontane, nonché la struttura dettagliata e la composizione del gas e della polvere della nebulosa.

A soli 161.000 anni luce di distanza nella galassia della Grande Nube di Magellano, la nebulosa Tarantola è la regione di formazione stellare più grande e luminosa del Gruppo Locale, di cui è parte la nostra Via Lattea. Ospita le stelle più calde e massicce conosciute. Uno dei motivi per cui la Tarantola è interessante per gli astronomi è che ha un tipo di composizione chimica simile a quella delle gigantesche regioni di formazione stellare osservate nel mezzogiorno cosmico dell’Universo, quando il cosmo aveva solo pochi miliardi di anni e la formazione stellare era al culmine. Gli astronomi hanno quindi concentrato tre degli strumenti a infrarossi ad alta risoluzione di Webb sulla Tarantola.

Il contributo della NIRCam

Osservata con la NIRCam (Near-Infrared Camera), la regione assomiglia in tutto e per tutto alla casa di una tarantola, rivestita della sua seta. La cavità della nebulosa è stata scavata dalle radiazioni di un ammasso di stelle giovani e massicce, che scintillano di blu pallido nell’immagine.

Solo le aree circostanti più dense della nebulosa resistono all’erosione dei venti stellari di queste stelle, formando pilastri che sembrano puntare indietro verso l’ammasso. Essi sostengono protostelle in formazione, che alla fine emergeranno dai loro bozzoli polverosi e daranno a loro volta forma alla nebulosa.

Più lontano dalla regione del nucleo delle giovani stelle calde, il gas più freddo assume un colore ruggine, indicando agli astronomi che la nebulosa è ricca di idrocarburi complessi. Questo gas denso è il materiale che formerà le future stelle. Quando i venti delle stelle massicce spazzeranno via gas e polvere, una parte di essi si accumulerà e, con l’aiuto della gravità, formerà nuove stelle.

La formazione stellare nella Tarantola vista con NIRSpec

Lo spettrografo NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) di Webb rivela cosa sta realmente accadendo in un’intrigante regione della nebulosa Tarantola. Gli astronomi hanno concentrato il potente strumento su quella che sembrava una piccola bolla nell’immagine della NIRCam. Tuttavia, gli spettri rivelano un’immagine molto diversa da quella di una giovane stella che fa esplodere una bolla nel gas circostante.

La firma dell’idrogeno atomico, mostrata in blu, appare nella stella, ma non nelle sue immediate vicinanze. Tuttavia è presente all’esterno della bolla, che gli spettri mostrano essere in realtà piena di idrogeno molecolare (verde) e idrocarburi complessi (rosso). Ciò indica che la bolla è la parte superiore di un denso pilastro di polvere e gas che viene colpito dalle radiazioni dell’ammasso di stelle giovani e massicce alla sua destra.

Il forte vento stellare proveniente dalle giovani e massicce stelle della nebulosa sta distruggendo le molecole all’esterno del pilastro, ma all’interno si sono conservate, formando un comodo bozzolo per la stella. Essa è ancora troppo giovane per ripulire l’ambiente circostante: il NIRSpec l’ha catturata mentre iniziava a emergere dalla nube protettiva da cui si è formata. Senza la risoluzione di Webb alle lunghezze d’onda dell’infrarosso, la scoperta della nascita di questa stella in azione non sarebbe stata possibile.

Le ulteriori osservazioni con MIRI

A lunghezze d’onda più elevate, catturate dal Mid-InfraRed Instrument (MIRI), Webb si concentra sull’area che circonda l’ammasso stellare centrale e svela una visione molto diversa della nebulosa Tarantola. In questa luce, le giovani stelle calde dell’ammasso sembrano perdere luminosità, e si fanno invece avanti gas e polveri incandescenti.

Gli abbondanti idrocarburi illuminano le superfici delle nubi di polvere, evidenziate in blu e viola. Gran parte della nebulosa assume un aspetto più spettrale e diffuso perché la luce del medio infrarosso è in grado di mostrare meglio ciò che accade nelle profondità delle nubi. All’interno dei loro bozzoli polverosi spuntano protostelle ancora incorporate, tra cui un gruppo luminoso sul bordo superiore dell’immagine, a sinistra del centro.

Altre aree appaiono scure, come nell’angolo in basso a destra dell’immagine. Ciò indica le aree più dense di polvere nella nebulosa, che nemmeno le lunghezze d’onda del medio infrarosso riescono a penetrare. Questi potrebbero essere i siti della futura, o attuale, formazione stellare.

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