Con la sua capacità di scrutare attraverso il gas e la polvere che avvolgono le stelle appena nate, il telescopio spaziale James Webb è particolarmente adatto per esplorare i processi che regolano la formazione stellare. Stelle e sistemi planetari nascono tra nubi vorticose di gas e polvere, che sono opache agli osservatori di luce visibile.

La vista acuta alle lunghezze d’onda infrarosse di due degli strumenti di Webb, il MIRI (Mid-Infrared Instrument) e la NIRCam (Near-Infrared Camera), ha permesso agli astronomi di vedere attraverso le gigantesche nuvole di polvere della galassia a spirale barrata NGC 5068, e di raccontarci come sono avvenuti i processi di formazione stellare.

Questa immagine (in copertina) combina le capacità di questi due strumenti, fornendo uno sguardo davvero unico alla composizione di NGC 5068. L’amministratore della NASA Bill Nelson l’ha mostrata lo scorso venerdì, durante un evento con gli studenti al Copernicus Science Center di Varsavia, in Polonia.

La poesia della nascita stellare nelle galassie a spirale barrata

Le galassie a spirale barrata presentano una struttura a forma di barra luminosa al centro, dalla quale si dipartono bracci a spirale. Questa caratteristica le differenzia dalle galassie a spirale classiche, che invece hanno un nucleo sferico o ellittico. La presenza della barra può influenzare significativamente l’evoluzione delle galassie, così come dei loro processi interni.

Questa tipologia di galassie riveste un ruolo di grande importanza nello studio dei processi di formazione stellare, per diversi motivi. Innanzitutto, la presenza della barra può indurre un flusso di materia verso il centro galattico, creando condizioni favorevoli alla formazione di stelle. Questo flusso può alimentare i bracci a spirale, aumentando la densità di gas e polveri necessari per la nascita di nuove stelle.

Inoltre, la struttura a spirale fornisce un ambiente ideale per lo studio della formazione di nuovi astri. I bracci a spirale sono regioni in cui la densità di gas e polveri è elevata, facilitando la formazione di ammassi stellari e l’agglomerarsi del materiale necessario a dare origine alle stelle. L’interazione tra la barra e i bracci a spirale può generare perturbazioni dinamiche che innescano la formazione stellare, e che influenzano la distribuzione delle stelle neonate nella galassia.

La vista seguente di NGC 5068, immortalata dalla NIRCam, è costellata dall’enorme popolazione di stelle della galassia, più densa lungo la sua luminosa barra centrale, insieme a nubi di gas rosso acceso illuminate da giovani stelle all’interno. Nuvole di polvere dense e luminose giacciono lungo il percorso dei bracci a spirale: si tratta di regioni H II, raccolte di idrogeno gassoso dove si stanno formando nuove stelle.

La delicata danza di polvere e ammassi stellari

NGC 5068 si trova a circa 20 milioni di anni luce dalla Terra, nella costellazione della Vergine. Le nuove immagini di Webb delle regioni centrali e luminose di formazione stellare di questa galassia fa parte di una campagna che sta creando un vero e proprio deposito di osservazioni sulla formazione stellare nelle galassie vicine.

Queste osservazioni sono particolarmente preziose per gli astronomi per due motivi. Innanzitutto, perché la formazione stellare è alla base di così tanti campi dell’astronomia, dalla fisica del plasma che si trova tra le stelle all’evoluzione di intere galassie. Osservando la formazione delle stelle nelle galassie vicine, gli scienziati sperano di dare il via a importanti progressi scientifici con alcuni dei primi dati disponibili di Webb.

La seconda ragione è che le osservazioni di Webb si basano su altri studi, che utilizzano telescopi tra cui Hubble e osservatori terrestri. Webb ha raccolto immagini di 19 galassie vicine in formazione stellare. Gli astronomi hanno poi potuto combinarle con immagini Hubble di 10.000 ammassi stellari, con la mappatura spettroscopica di 20.000 nebulose a emissione dal Very Large Telescope, e con le osservazioni di 12.000 nubi molecolari scure e dense identificate dall’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)

Queste osservazioni abbracciano lo spettro elettromagnetico e offrono agli astronomi un’opportunità senza precedenti di mettere insieme i più piccoli dettagli dell’affascinante processo di formazione stellare.