Per la prima volta, una protostella è stata osservata mentre ha iniziato a muovere i primi passi fuori dalla nube di gas in cui si è formata. Un risultato che, ottenuto studiando una regione di formazione stellare, permetterà di capire meglio il meccanismo che porta all’allontanamento delle stelle dal loro luogo di nascita, e di conseguenza anche alla distribuzione delle stelle all’interno delle galassie.

La scoperta è avvenuta durante una campagna osservativa denominata ATOMS. Lo scopo di questa campagna è quello di studiare in dettagli le regioni di formazioni stellari per comprendere meglio i processi che portano alla formazione delle stelle, e alle caratteristiche dell’ambiente in cui queste si formano. Per questo scopo è stato utilizzato il radiointerferometro ALMA (Atacama Large Millimiter/submillimiter Array).

Una protostella in fuga

La regione di formazione stellare analizzata è denominata G352.63-1.07. Per studiarla, sono state sfruttate le righe di emissioni di alcune molecole che si trovano nelle regioni di formazione stellare. Nell’immagine di seguito è mostrata l’immagine ottenuta da ALMA utilizzando le righe di emissione della molecola H13CO.

Il moto della protostella nella regione G352.63-1.07 è stato ottenuto misurando il redshift dalle righe di emissione delle varie molecole, ovvero lo spostamento verso il rosso delle righe causato dall’allontanamento delle sorgenti luminose dovuto all’espansione dell’Universo.

I dati mostrano una differenza di velocità tra la protostella e la nube di gas di – 2 km/s lungo la linea di vista. Questo significa che la protostella si sta avvicinando a noi ad una velocità superiore rispetto alla nube di gas di 2 km/s. La direzione lungo cui la protostella si sta muovendo è indicata con la freccia rossa nell’immagine sottostante, mentre i vari moti della nube di gas sono indicati con le frecce blu. Da queste si può intuire facilmente come la stella si stia allontanando dalla nube di gas molecolare, trascinando con sé parte del gas della nube stessa.

Il materiale che sta seguendo la protostella è rappresentato come i due filamenti grigi che partono dalla nube e si congiungono alla protostella. Comparando la velocità della protostella e la distanza dal luogo di formazione, è stato calcolato che l’inizio di questa fuga è avvenuto circa 4000 anni fa.

Perché la fuga?

Inoltre, è stata anche calcolata l’energia cinetica della protostella, pari a circa 3.5 × 10⁴⁴ erg. Si tratta di un parametro fondamentale per poter comprendere qual è stato il meccanismo che ha dato inizia alla fuga della protostella. Tra i possibili meccanismi proposti per spiegare questo tipo di fenomeno, solo il “collasso del filamento di gas” è l’unico che può fornire l’energia cinetica che è stata calcolata.

Il “collasso del filamento di gas” è un processo fondamentale nell’evoluzione delle nubi molecolari, in cui si formano le stelle. In seguito a una perturbazione, una parte della nube inizia a collassare sotto l’azione predominante della forza di gravità. La gravità supera la pressione interna del gas, facendo sì che la regione inizi a contrarsi.

Durante il collasso, la materia tende a concentrarsi lungo linee di campo magnetico o strutture filamentose preesistenti nella nube molecolare. Si forma così un filamento di gas più denso. Nel nucleo del filamento, la densità continua ad aumentare, portando alla formazione di strutture più piccole come protostelle o addirittura stelle mature. Questo processo è alla base della formazione stellare all’interno delle nubi molecolari.

Secondo l’ipotesi di questo studio, la protostella avrebbe acquisito tutta l’energia cinetica utile alla sua fuga già durante il collasso del filamento di gas da cui si è formata. Questo collasso sarebbe anche avvenuto in maniera asimmetrica, essendo il filamento da cui si è originata la protostella incurvato verso la nostra direzione. L’asimmetria del collasso avrebbe fornito l’energia cinetica necessaria per spingere via la protostella dal luogo in cui si è formata e lanciarla nello spazio interstellare.

Perché questa scoperta è così importante?

Fino a oggi, molti studi teorici hanno migliorato la nostra comprensione riguardo la dinamica e l’evoluzione delle regioni di formazione stellare. Ciononostante, non era mai stata osservata “in diretta” una protostella mentre abbandonava la regione in cui si era formata.

Questa nuova scoperta aiuterà gli scienziati a comprendere i vari meccanismi che avvengono all’interno delle regioni di formazione stellare, assieme ai processi che portano all’allontanamento delle stelle da queste regioni.

Comprendere questi meccanismi può contribuire a spiegare meglio la distribuzione delle stelle all’interno delle galassie, e nei pressi delle regioni di formazione stellare.

Lo studio completo, pubblicato su The Astrophysical Journal, è reperibile qui.