Le onde d'urto infrarosse delle stelle in fuga

I potenti telescopi spaziali Spitzer e WISE della NASA hanno raccolto preziose informazioni sul comportamento delle cosiddette stelle fuggitive, astri espulsi a velocità estreme dai loro siti di formazione. Solcando lo spazio interstellare ad alta velocità, queste stelle possono accumulare materiale di fronte a sé, un po' come l'acqua si accumula in corrispondenza della prua di una nave, formando una vasta e drammatica onda d'urto detta bow shock.

"Alcune stelle sono espulse quando le loro compagne stellari esplodono in supernove, mentre altre vengono espulse da ammassi stellari molto densi," spiega William Chick dell'Università del Wyoming. "La spinta gravitazionale aumenta la velocità relativa della stella rispetto al materiale circostante."

Il bow shock di Zeta Oph. Credits: NASA/JPL-Caltech/University of Wyoming

Il nostro Sole sta orbitando attorno al cuore della Via Lattea a una velocità piuttosto normale. Altre stelle, però, come la massiccia Zeta Ophiuchi, stanno sfrecciando a più di 24 chilometri al secondo, circa 86400 chilometri orari, creando spettacolari e colossali bow shock. Purtroppo, non possiamo ancora dire con certezza se anche il nostro Sole presenti una simile struttura o meno.

Le dimensioni e le forme di queste onde d'urto sono determinate tanto dalla velocità quanto dalla massa della stella in fuga. Più la stella è massiccia, più materiale viene espulso dai venti ad alta velocità. Zeta Ophiuchi, ad esempio, è 20 volte più massiccia del nostro Sole ed è caratterizzata da venti supersonici che si scontrano ad alta velocità contro il materiale situato lungo il cammino della stella. Il risultato? Un ammasso di materiale riscaldato che risulta quasi abbagliante nelle lunghezze d'onda infrarosse in cui operano Spitzer e WISE.

Scavando nell'archivio dei due telescopi, il team di Chick è riuscito a individuare più di 200 potenziali onde d'urto. Poi, gli astronomi hanno puntato l'occhio robotico del Wyoming Infrared Observatory in direzione di 80 di questi candidati, riuscendo in tutti i casi a identificare le probabili sorgenti delle onde d'urto -- in quasi tutti i casi, stelle fuggitive massicce. In alcuni casi, però, gli astronomi non sono riusciti a identificare una sorgente con certezza, suggerendo che, occasionalmente, i bow shock possano essere creati anche da polveri espulse da stelle e da nubi di formazione stellare.

"Stiamo usando i bow shock per trovare nuove stelle massicce e/o fuggitive," spiega Henry Kobulnicky dell'Università del Wyoming. "I bow shock sono i nuovi laboratori per studiare astri massicci e per trovare le risposte a domande sul destino e sull'evoluzione di queste stelle."

Un altro gruppo di ricercatori, guidato da Cintia Peri dell'Argentine Institute of Radio Astronomy, sta seguendo un approccio diametralmente opposto, andando alla caccia di stelle massicce e in fuga per poi osservare eventuali bow shock nelle loro vicinanze.

"WISE e Spitzer ci hanno fornito le migliori immagini di bow shock finora," spiega Peri. "In molti casi, i bow shock che prima [di Spitzer e WISE] apparivano molto diffusi possono ora essere meglio definiti e, soprattutto, possiamo vedere nuovi dettagli e strutture al loro interno."