Una sconvolgente scoperta cosmica: osservare per la prima volta il disco di una stella extragalattica.

Questa immagine dell'artista mostra il sistema HH 1177, che si trova nella Grande Nube di Magellano, una galassia vicina alla nostra. Il giovane oggetto stellare massiccio che brilla al centro sta raccogliendo materia da un disco polveroso mentre espelle materia attraverso potenti getti. Utilizzando l'Array di Atacama per le onde millimetriche/ submillimetriche (ALMA), di cui l'ESO è partner, un team di astronomi è riuscito a trovare prove della presenza di questo disco osservando la sua rotazione. Questa è la prima volta che un disco attorno a una giovane stella, dello stesso tipo di quelli che formano i pianeti nella nostra galassia, è stato scoperto in un'altra galassia. Credit: ESO/M. Kornmesser

L'astronomo di Rice aiuta a trovare prove di un disco di accrescimento attorno a una giovane stella al di fuori della Via Lattea

Gli astronomi hanno scoperto prove di un disco rotante di materiale che circonda una massiccia giovane stella in una galassia vicina per la prima volta. Megan Reiter, professore assistente di fisica e astronomia presso l'Università di Rice, faceva parte del team di ricercatori che ha annunciato la loro scoperta in uno studio pubblicato su Nature.

"Queste sono prove solide che le stelle ad alta massa, che sono diverse volte più grandi del Sole, si formano allo stesso modo delle stelle a bassa massa", ha detto Reiter. "È una grande domanda da molto tempo".

Situata in una galassia vicina alla Via Lattea chiamata Grande Nube di Magellano, la stella con disco è stata scoperta per la prima volta grazie a un getto protostellare, una caratteristica distintiva delle stelle in formazione.

Grazie alle capacità combinate del Telescopio Very Large dell'ESO (VLT) e dell'Array di Atacama per le onde millimetriche/submillimetriche (ALMA), di cui l'ESO è partner, è stato osservato un disco attorno a una giovane stella massiccia in un'altra galassia. Le osservazioni del Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sul VLT, a sinistra, mostrano la nube madre LHA 120-N 180B in cui è stato osservato per la prima volta questo sistema chiamato HH 1177. L'immagine al centro mostra i getti che lo accompagnano. La parte superiore del getto è leggermente rivolta verso di noi e quindi spostata verso il blu; la parte inferiore si sta allontanando da noi e quindi spostata verso il rosso. Le osservazioni di ALMA, a destra, hanno quindi rivelato il disco rotante attorno alla stella, con lati che si muovono verso e lontano da noi. Credit: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeod et al.

"Durante la formazione di una stella, la nube di materia circostante collassa, formando un disco", ha detto Reiter. "Il disco alimenta la materia sulla stella, che ne espelle circa l'1-10% in questi grandi getti bipolari. Questi getti possono essere piuttosto grandi, quindi sono facili da individuare. Poiché vengono sparati come parte di questo processo di accrescimento, i getti sono anche un po' un registro storico che può dirti qualcosa su come la stella si sta mettendo insieme".

Il getto è stato scoperto per la prima volta utilizzando lo strumento Multi Unit Spectroscopic Explorer sul Very Large Telescope dell'Osservatorio Astronomico Europeo Meridionale.

Questa immagine a mosaico mostra al suo centro una vera immagine del giovane sistema stellare HH 1177, nella Grande Nube di Magellano, una galassia vicina alla Via Lattea. L'immagine è stata ottenuta con il Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sul Very Large Telescope (VLT) dell'ESO e mostra i getti che vengono lanciati dalla stella. I ricercatori hanno quindi utilizzato l'Array di Atacama per le onde millimetriche/submillimetriche (ALMA), di cui l'ESO è partner, per trovare prove di un disco che circonda la giovane stella. Sul pannello destro è mostrata un'immagine artistica del sistema, che mostra sia i getti che il disco. Credit: ESO/A. McLeod et al./M. Kornmesser

"Dopo aver visto il getto, la cosa naturale da dire è, beh, questi getti devono provenire da un disco - ci deve essere un disco attorno a quella stella", ha detto Reiter.

Per testare questa ipotesi, il team ha utilizzato l'Array di Atacama per le onde millimetriche/submillimetriche (ALMA) in Cile per raccogliere dati sulla stella in via di formazione e i suoi dintorni.

"Trovare un disco attorno a una stella ad alta massa è una sfida, anche perché è un fenomeno relativamente breve", ha detto Reiter, spiegando che una stella di bassa massa come il Sole - con una durata approssimativa di 10 miliardi di anni- avrebbe un disco solo per 3-10 milioni di anni durante la sua formazione.

Questa regione affascinante di stelle in formazione nella Grande Nube di Magellano (LMC) è stata catturata dallo strumento Multi Unit Spectroscopic Explorer sul Very Large Telescope dell'ESO. La quantità relativamente piccola di polvere nella LMC e la visione acuta di MUSE hanno permesso di evidenziare dettagli intricati della regione alla luce visibile. Credit: ESO, A McLeod et al.

Inoltre, almeno nella Via Lattea, la polvere stellare che vortica intorno alle stelle di massa elevata tende a celare i loro dintorni alla vista, rendendo difficile osservare la formazione di un disco. Fortunatamente, la visibilità è molto migliore nella Grande Nube di Magellano, dove la materia in formazione è diversa.

“It’s arguably more exciting to discover a disc in this neighboring galaxy as opposed to our own, because the conditions there are closer to what we think things were like earlier in the universe,” Reiter said. “It’s like we’re getting a window into how stars formed earlier on in the evolution of the universe.”

Megan Reiter is an assistant professor of physics and astronomy at Rice University. Credit: Brandon Martin/Rice University

Anna McLeod, an associate professor at Durham University in the U.K. and lead author of the study, said that upon seeing evidence for a rotating structure in the ALMA data, she and her team could scarcely believe they had detected the first extragalactic accretion disc.

“It was a special moment,” McLeod said. “We know discs are vital to forming stars and planets in our galaxy, and here for the first time we’re seeing direct evidence for this in another galaxy.”