Un cerchio della vita stellare a raggi-X

Il telescopio spaziale Chandra e il radiotelescopio SMA hanno immortalato uno stadio cruciale nel ciclo vitale di una stella, ovvero la nascita di un nuovo astro nel cuore di un denso bozzolo di materiale interstellare. Studiando la nube, gli astronomi sono riusciti a far luce su un'intensa sorgente di raggi-X la cui natura era rimasta un mistero dai primi anni '70.

Nel 2003, Chandra aveva individuato un'elusiva sorgente di radiazioni a raggi-X in prossimità di una seconda sorgente molto più intensa nota come Cygnus X-3, un sistema binario in cui un buco nero - oppure una stella di neutroni - sta letteralmente divorando una massiccia compagna di natura stellare. Dopo un decennio di analisi, gli scienziati erano riusciti a determinare che la misteriosa sorgente accanto a Cygnus X-3 era una nube di gas e polveri.

La nube risulta avere un diametro di soli 0,7 anni luce. Gli astronomi sospettano che la nube sia una sorta di specchio, ovvero che rifletta verso la Terra alcune delle radiazioni a raggi-X generate da Cygnus X-3.

"Abbiamo soprannominato questo oggetto 'Piccolo Amico', visto che si tratta di una debole sorgente di raggi-X accanto a una sorgente molto più luminosa con simili variazioni di raggi-X," spiega Michael McCollough del CfA di Cambridge.

Le più recenti stime sulla massa della nube, pari a circa 2-24 masse solari, suggeriscono che si tratti di un globulo di Bok, un piccolo ma intenso focolaio di formazione stellare. Ora, nuove analisi eseguite dal radiotelescopio hawaiano SMA confermano la natura della nube, aggiungendo preziosi dettagli al quadro di Chandra - tra cui l'identificazione di molecole di monossido di carbonio, caratteristiche proprio dei globuli di Bok, e la presenza di un getto espulso dalla nube, indicativo dell'esistenza di una stella in fase di formazione.

"Solitamente, gli astronomi studiano i globuli di Bok osservando la luce visibile che essi bloccano, oppure osservando le emissioni radio che producono," spiega Lia Corrales del MIT. "In questo caso, abbiamo potuto esaminare questo bozzolo interstellare seguendo un nuovo metodo, ovvero usando i raggi-X. Si tratta della prima volta che abbiamo applicato questo metodo a un globulo di Bok."

La struttura, situata a 20 mila anni luce dalla Terra, è anche il globulo di Bok più lontano mai individuato. Le emissioni di raggi-X riflesse dalla nube variano seguendo un ciclo di 4,8 ore identico a quello delle radiazioni di Cygnus X-3. Tuttavia, visto che la luce riflessa dal globulo deve percorrere una distanza leggermente maggiore prima di raggiungerci, i due cicli risultano leggermente sfasati. Grazie a questa proprietà, gli astronomi hanno potuto misurare con estrema precisione la distanza di Cygnus X-3 dalla Terra, pari a circa 24 mila anni luce.

La nuova stima sulla distanza di Cygnus X-3 solleva un altro mistero. Visto che il sistema binario comprende una stella dotata di un ciclo vitale molto breve, è logico pensare che il sistema si trovi in una regione ad elevata formazione stellare. Tuttavia, le nuove misurazioni pongono Cygnus X-3 in un'area quasi del tutto deserta, al di fuori dei bracci della spirale della Via Lattea.

"In un certo senso, è una sorpresa che Cygnus X-3 si trovi proprio lì," spiega Michael Dunham del CfA. "Crediamo che qualche evento inusuale sia accaduto nei suoi primi anni di vita."

I ricercatori ipotizzano che la supernova da cui il buco nero (o stella di neutroni che sia) ebbe origine abbia fatto migrare il sistema rispetto alla sua posizione iniziale, forse trascinando con sé la nube. Se questo scenario dovesse essere confermato, Cygnus X-3 sarebbe stato espulso dal suo sito di formazione a una velocità compresa tra 650 mila e 2,3 milioni di chilometri orari.