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Le stelle crescono in laboratorio

novembre 10, 2017 11:12 am Category: Scienze, Zoom On A+ / A-

Un team internazionale guidato da ricercatori del LULI (Laboratoire pour l’Utilisation des Lasers Intenses, Ecole Polytechnique UPMC/CNRS) in Francia e di cui fanno parte l’Istituto Nazionale di Astrofisica e dell’Università di Palermo, è riuscito a riprodurre per la prima volta in laboratorio il processo di accrescimento di massa in stelle giovani, processo mediante il quale le stelle appena nate continuano a catturare enormi quantità di materiale dalla nube che le ha generate. Nel caso delle stelle questo materiale viene accelerato fino a velocità di quasi due milioni di chilometri all’ora, impattando violentemente sulla loro superficie.  L’esperimento in laboratorio ha riprodotto la regione di impatto sulla stella, permettendo di osservarla per la prima volta con risoluzioni spaziale e temporale inaccessibili nelle osservazioni astronomiche. “Grazie a questo lavoro siamo così riusciti a vedere che al centro della regione di impatto il materiale si riscalda fino a temperature di milioni di gradi, mentre all’esterno della regione di impatto può formarsi una coltre di gas denso e freddo, che nasconde parzialmente la regione calda di impatto al suo interno” commenta Rosaria Bonito, dell’Inaf di Palermo, coautrice dell’articolo che descrive la ricerca, pubblicato nell’ultimo numero della rivista Science Advances.

L’immagine ottenuta da una delle simulazioni utilizzate nello studio, mostra la regione di impatto di una colonna di materiale in accrescimento (proveniente dall’alto in figura) sulla superficie della stella in formazione (in basso) a circa 20 minuti dall’impatto; a sinistra viene mostrata la distribuzione di densità del materiale (in unità di particelle per cm^3 in scala logaritmica), a destra la distribuzione di temperatura (in kelvin, in scala logaritmica).

Il processo di accrescimento nelle stelle in formazione è un argomento oggi assai studiato da vari gruppi di ricerca in tutto il mondo. I nuovi astri, quando iniziano ad accendersi, sono infatti ancora circondati da enormi quantità di materiale in orbita in una struttura a disco, nella quale si stanno formando pianeti. Il processo di accrescimento aumenta la massa della stella, e contemporaneamente toglie materiale utile alla formazione dei pianeti. “I risultati ottenuti in laboratorio hanno svelato qual è la struttura della zona di impatto, mostrando che coesistono zone calde e zone fredde” sottolinea Salvatore Orlando, anch’egli dell’Inaf di Palermo, che ha partecipato allo studio. “Tutti questi risultati sono stati supportati e validati da modelli magnetoidrodinamici. Quanto trovato permetterà nuove e più precise interpretazioni delle osservazioni stellari, e quindi misure più accurate del tasso di accrescimento di massa nelle stelle giovani”.

Per Costanza Argiroffi, dell’Università di Palermo e associata INAF, “questo lavoro costituisce un primo passo, un primo esperimento, che apre la porta a nuove indagini che permetteranno di studiare in modo nuovo gli impatti di materiale in accrescimento su stelle giovani mediante esperimenti di laboratorio.”

Lo studio è stato pubblicato sull’ultimo numero della rivista Science Advances nell’articolo Laboratory unraveling of matter accretion in young stars

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