NASA/Caltech/Solange V. Ramirez (NExScI; Caltech)
Questa visione del centro della nostra città galattica è stata catturata dal telescopio spaziale Spitzer, fornendo una visione a infrarossi della scena frenetica al centro della Via Lattea e rivelando ciò che si trova oltre la polvere. Il “mattone” è la macchia scura al centro dell’immagine e il telescopio spaziale James Webb all’avanguardia offre ai ricercatori uno sguardo più da vicino.
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Una nube di polvere opaca a forma di scatola situata al centro della nostra galassia ha a lungo sconcertato gli scienziati, e le osservazioni che rivelano nuovi dettagli sulla sua formazione stanno approfondendo il mistero – e forse sconvolgendo ciò che è noto su come si formano le stelle.
La nuvola, soprannominata il “mattone” per la sua impenetrabilità ottica e l’aspetto rettangolare, esisteva già in precedenza. stimato Portare più di 100.000 volte la massa del sole. Una massa così densa dovrebbe produrre nuove stelle massicce, sulla base delle attuali conoscenze dei ricercatori sulla formazione stellare.
Ma non è.
I mattoni sono in gran parte inerti. Le ultime osservazioni effettuate con il telescopio spaziale James Webb non hanno rivelato alcuna stella giovane nascosta.
Invece, i nuovi dati Webb rivelano che i mattoni non sono fatti solo di gas. Sono anche pieni di monossido di carbonio congelato – molto più di quanto previsto in precedenza – secondo A Stare Pubblicato lunedì in Giornale astrofisico. C’è più ghiaccio che si forma in profondità all’interno dei mattoni.
I risultati potrebbero avere implicazioni radicali sul modo in cui gli scienziati analizzeranno questa regione in futuro. Avere più ghiaccio di monossido di carbonio all’interno dei mattoni potrebbe cambiare in modo significativo il modo in cui i ricercatori studiano e misurano le nuvole scure al centro della Via Lattea.
“Siamo (ora) più vicini a capire esattamente cosa sta succedendo nei mattoni e dove si trova l’ammasso”, ha detto Adam Ginsburg, astronomo dell’Università della Florida, autore principale dello studio. “Ma con questo abbiamo aperto più domande di quante ne abbiamo chiuse.”
Tra queste domande: perché e dove il monossido di carbonio si congela e si trasforma in ghiaccio?
Anche altri misteri incombenti in questa regione rimangono senza risposta: perché non vediamo la formazione di nuove stelle? I mattoni non sono così densi come pensavano in precedenza gli scienziati? Quali sono le strane caratteristiche simili a creste e filiformi che appaiono all’interno dei mattoni?
“Abbiamo ancora molto da indagare prima di poter essere veramente sicuri di cosa sta succedendo”, ha detto Ginsburg. “Direi che siamo nella fase di formulazione delle ipotesi, non nella fase di elaborazione delle conclusioni”.
Ginsburg e i suoi colleghi ricercatori, tra cui studenti laureati dell’Università della Florida, hanno ottenuto i nuovi dati di Webb per la prima volta nel settembre 2022.
È stato un momento decisivo. Essendo il telescopio spaziale più potente mai costruito, Webb potrebbe fornire informazioni mai viste prima sui mattoni. Ma fin dall’inizio Ginsberg e il suo team hanno scoperto che i dati necessitavano di molto lavoro. Il telescopio Webb si orienta utilizzando una mappa, determinando quale direzione puntare indicando la sua posizione rispetto alle stelle conosciute.
Il problema era che “ci sono così tante stelle al centro della galassia che tutto diventa ingombrante”, ha detto Ginsberg. Pertanto, i ricercatori hanno dovuto trascorrere mesi a ripulire i dati e ad orientarli per allinearli correttamente con le mappe del cielo esistenti.
Poi, quando hanno guardato i mattoni, hanno scoperto che le immagini di Webb mostravano il colore sbagliato.
“Tutte le stelle uscivano un po’ blu”, Ginsburg Ciò ha portato i ricercatori a chiedersi se ci fosse qualcosa di sbagliato nei dati.
Ma ha detto che il problema risiede nelle loro ipotesi. Gli scienziati non si aspettavano che ci fosse così tanto monossido di carbonio nel ghiaccio, e questo è stato il motivo del cambiamento di colore, secondo lo studio.
Conoscere la presenza di ghiaccio potrebbe avere diffusi effetti a catena su tutti i tipi di ricerca al centro della Via Lattea, ha affermato la dottoressa Natalie Butterfield, scienziata associata presso l’Osservatorio nazionale di radioastronomia, che non è stata coinvolta nello studio.
Butterfield ha affermato che la sua stessa ricerca – che include lo studio delle supernove e delle radiazioni tra i sistemi stellari – potrebbe essere cambiata per sempre comprendendo la presenza di ghiaccio di monossido di carbonio. Potrebbe cambiare il modo in cui gli scienziati stimano la massa di tutte le nubi al centro della galassia.
Ci sono molte cose sconcertanti su tutto questo ghiaccio di monossido di carbonio. Ad esempio, la regione è abbastanza calda – circa 60 Kelvin (meno 351,67 gradi Fahrenheit) – mentre il monossido di carbonio normalmente si congela a 20 Kelvin.
La polvere all’interno dei mattoni può essere molto più fredda del gas, facendo sì che il monossido di carbonio attorno alle particelle di polvere si trasformi in uno stato solido. Oppure, ha detto Ginsburg, l’acqua potrebbe essere gelata, intrappolando il monossido di carbonio all’interno.
La risposta conta.
Tutto il ghiaccio in una regione come il Breck potrebbe fornire agli scienziati nuove informazioni sul nostro sistema solare e persino sul nostro pianeta natale.
Ad esempio, il ghiaccio e l’acqua sulla Terra probabilmente sono arrivati qui tramite le comete. Quindi, dove si trova il ghiaccio nell’universo e come si forma potrebbe aiutare i ricercatori a capire da dove provengono queste comete e come raccogliere il materiale che hanno depositato.
Poi c’è il grande mistero del perché c’è così poca formazione stellare all’interno dei mattoni.
Gli scienziati sanno già che le nuove stelle sono costituite da nubi di polvere e molecole di idrogeno. Ma gli scienziati non possono osservare direttamente le molecole di idrogenoAll’interno dei mattoni – o in qualsiasi altra parte dell’universo – perché non sono visibili ai telescopi.
Tuttavia, gli scienziati sanno anche che per ogni molecola di idrogeno è probabile che sia presente una certa quantità di monossido di carbonio. Il monossido di carbonio è visibile, quindi gli scienziati possono misurarlo come alternativa per determinare quante molecole di idrogeno sono presenti in una determinata area.
I ricercatori utilizzano questo metodo per misurare le molecole di idrogenoPer 50 anni, ha detto Ginsburg.
Ma hanno sempre pensato che il monossido di carbonio fosse un gas, non ghiaccio solido, come hanno rivelato i dati di Webb. Questa scoperta apre un terreno completamente nuovo, ha detto Ginsburg.
Ginsburg ha osservato che è importante che i ricercatori comprendano lo stato della materia in cui esiste il monossido di carbonio – gassoso o solido – per arrivare alle risposte giuste.
Ogni nuova informazione sul mattone e sulla sua composizione spiega meglio perché questa debole nube non produce stelle, anche se, secondo molti, dovrebbe essere uno dei vivai stellari più attivi della galassia.
“È un posto davvero naturale per le nuove stelle”, ha detto Ginsburg. “Ma non ne abbiamo trovati molti, solo una manciata molto piccola.”
Ci sono alcune potenziali risposte che Ginsburg e altri ricercatori vorrebbero esplorare: forse i mattoni sono più diffusi – meno compatti – di quanto gli scienziati pensassero in precedenza. O forse è molto giovane e davanti a lui si trovano i giorni della formazione stellare.
Queste sono domande a cui Webb può continuare ad aiutare i ricercatori a rispondere, hanno detto Ginsberg e Butterfield.
“È semplicemente un telescopio impressionante”, ha detto Butterfield. “Credo che questo sia solo il primo di molti risultati unici che verranno fuori dal James Webb Space Telescope del Centro Galattico.”
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