Usando la potente vista del Hubble Space Telescope, un gruppo di astronomi è riuscito a fotografare due giganteschi ammassi di stelle super-massicce che potrebbero essere nelle prime fasi di una collisione. Gli ammassi si trovano a 170.000 anni luce da noi, nella Grande Nube di Magellano, una piccola galassia nana che orbita intorno alla Via Lattea.
Quello che si pensava fosse solo un gigantesco ammasso di stelle al centro della regione di formazione stellare 30 Doradus (chiamata anche Nebulosa Tarantola), si è rilevato essere composto da due ammassi che hanno età lontane tra di loro di circa 1 milione di anni.
L'intera regione 30 Doradus è attiva da più di 25 milioni di anni e attualmente non si sa quanto ancora questa regione sarà in grado di creare nuove stelle. Piccoli sistemi che si fondono per dar vita ad altri più grossi potrebbero aiutarci a spiegare l'origine di alcuni dei più grandi ammassi stellari scoperti fino ad ora.
Elena Sabbi, scienziata del Space Telescope Science Institute, a capo delle indagini, ha iniziato ad osservare l'area cercando stelle che stavano scappando via con velocità particolarmente alte. Questo è un segno che sono state espulse dalla zona in cui sono nate. "Le stelle dovrebbero formarsi all'interno di ammassi, ma ci sono tante stelle giovani fuori da 30 Doradus che non potrebbero esseri formate dove sono; quindi potrebbero essere state espulse a velocità molto alte direttamente dall'interno della regione 30 Doradus." ha spiegato Sabbi.
Regione fotografata da Hubble all'interno della più grande regione Nebulosa Tarantola. Credit: NASA/ESA/Hubble
La ricercatrice ha poi notato qualcosa di insolito guardando alla distribuzione di stelle di massa bassa rilevate da hubble. Non si tratta di un ammasso sferico, come previsto dai modelli, ma ha una struttura che ricorda molto quella di due galassie in collisione, quando la loro forma è allungata dall'attrazione gravitazionale dell'una sull'altra. Le prove circostanziali di Hubble per la collisione vengono anche dalla misurazione dell'età delle stelle nei due ammassi.
Secondo alcuni modelli, le gigantesche nubi di gas da cui sono nati questi ammassi, potrebbero essersi divisi in pezzi più piccoli. Una volta che questi pezzi più piccoli formano al loro interno delle stelle, iniziano ad interagire gravitazionalmente fondandosi in un sistema più grande. Quest'interazione è quello che Sabbi ed il suo team ritengono di aver osservato all'interno della regione 30 Doradus.
Inoltre, c'è un numero insolitamente grande di stelle intorno a 30 Doradus. Gli astronomi ritengono che queste stelle sono state espulse dal nucleo di 30 Doradus per via delle interazioni dinamiche gravitazionali. Queste interazioni sono molto comuni durante un processo chiamato "collasso verso il nucleo", in cui le stelle più massicce sprofondano verso l'interno dell'ammasso stellare grazie all'interazione dinamica con le stelle più giovani. Quando molte stelle massicce hanno raggiunto il nucleo, questo diventa instabile e queste stelle massicce iniziano ad espellersi a vicenda dall'ammasso.
Qui sono mostrate in dettaglio le due zone dove si pensa si concentrino i due diversi ammassi stellari in collisione. Credit: NASA/ESA/Hubble
Il grande ammasso R136, al centro di 30 Doradus, è troppo giovane per aver subito un collasso verso il nucleo. Tuttavia, dato che negli ammassi piccoli questo processo potrebbe essere molto più rapido, il grande numero di stelle scappate potrebbero essere spiegato meglio se il piccolo ammasso fosse entrato in collisione con R136.
Ulteriori studi dettagliati saranno necessari per vedere se ci sono altre interazioni tra questi e altri ammassi in questa regione. In particolare, sarà molto d'aiuto la sensitività infrarossa del James Webb Space Telescope (JWST) che permetterà agli astronomi di guardare nelle profondità delle regioni della Nebulosa Tarantula, che sono oscurate nella luce ottica in cui è più potente Hubble. In queste aree fredde e pallide, stelle giovani stanno nascendo in mezzo alla polvere. Webb sarà in grado di svelare la vera popolazione di stelle nascenti in questa nebulosa.
Nebulosa della Tarantola vista dal VLT nel suo complesso più ampio. La regione dove si trova la stella VFTS 102 è vicina al centro. Credit: ESO
30 Doradus è particolarmente interessante per gli astronomi perché è un ottimo esempio di come le regioni di formazioni stellare potevano essere nell'universo giovane. Questa scoperta potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere i dettagli della formazione degli ammassi in generale e come le prime stelle sono nate nell'universo.
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