Eos: Svelata una Gigantesca Nube Molecolare Oscura Proprio Accanto a Noi!

Ciao a tutti, appassionati di stelle e misteri cosmici! Oggi voglio raccontarvi una storia incredibile, una scoperta che ci ricorda quanto poco conosciamo ancora del nostro vicinato galattico. Immaginate di vivere in una sorta di “bolla” cosmica, la Bolla Locale, uno spazio scavato da antiche esplosioni di supernova. Pensavamo di avere una mappa abbastanza chiara di cosa ci fosse qui intorno, soprattutto delle nursery stellari, le nubi molecolari dove nascono nuove stelle. E invece… sorpresa! Abbiamo appena scovato una nube molecolare enorme, battezzata Eos, praticamente sotto il nostro naso, a soli 94 parsec (circa 300 anni luce) di distanza. E la cosa più pazzesca? Era quasi completamente invisibile ai metodi tradizionali!

Come Abbiamo Fatto a Trovarla? La Magia della Fluorescenza

Vi chiederete: com’è possibile che una struttura così grande e vicina sia sfuggita finora? Il “trucco” sta nel modo in cui l’abbiamo cercata. Le nubi molecolari sono fatte principalmente di idrogeno molecolare (H₂), la molecola più abbondante dell’universo e ingrediente base per stelle e pianeti. Il problema è che l’H₂ è una molecola un po’ timida: non emette facilmente luce a basse temperature (quelle tipiche delle nubi fredde, circa 10 Kelvin, cioè -263 °C!). Per questo, di solito, cerchiamo altre molecole “spia”, come il monossido di carbonio (CO), che è molto più facile da rilevare.

Ma cosa succede se una nube ha pochissimo CO pur essendo ricca di H₂? Diventa “oscura” al CO, quasi invisibile. Qui entra in gioco la nostra scoperta. Abbiamo usato un metodo diverso: cercare la luce fluorescente emessa dall’H₂ stesso! Quando l’idrogeno molecolare viene colpito da fotoni ultravioletti (FUV) ad alta energia (provenienti da stelle vicine o da altri fenomeni energetici), si “eccita” e poi, tornando al suo stato normale, emette luce FUV a specifiche lunghezze d’onda. È un po’ come se la nube si illuminasse sotto una lampada di Wood cosmica!

Abbiamo analizzato i dati di una survey chiamata FIMS/SPEAR (Far-Ultraviolet Imaging Spectrograph), che ha mappato il cielo in luce FUV. Ed eccola lì: una struttura brillante a forma di mezzaluna, Eos, che risplendeva proprio in quelle specifiche “firme” luminose dell’H₂ fluorescente. Questa emissione si verifica tipicamente ai bordi delle nubi, dove l’H₂ interagisce con la radiazione esterna, o in zone più calde e “scosse”.

Una Nube “Oscura” Confermata

La forma a mezzaluna di Eos ci ha permesso di cercarla anche in altre mappe del cielo. Abbiamo visto che combacia perfettamente con le mappe dell’idrogeno atomico (H I), che ci aspettiamo di trovare proprio ai confini delle nubi molecolari, dove l’H₂ viene dissociato dalla radiazione UV. Ma la prova del nove è arrivata guardando le mappe del CO: in corrispondenza della vasta area illuminata dalla fluorescenza H₂, c’è solo una piccolissima macchia di emissione CO (nota come MBM 40).

Facendo due conti, la massa stimata dalla piccola nube di CO è minuscola, circa 20-40 volte la massa del Sole (M☉). Ma quando abbiamo stimato la massa totale della nube Eos usando altri metodi (come le mappe 3D della polvere interstellare), siamo arrivati a cifre enormi: circa 3.400 M☉ solo di H₂, e una massa totale (gas + polvere) di circa 5.500 M☉! Questo significa che la stragrande maggioranza di questa nube è “CO-dark”, invisibile al monossido di carbonio. Una conferma spettacolare che esistono grandi serbatoi di gas molecolare nascosti!

Posizione e Distanza: Sul Bordo della Bolla Locale

Ma dove si trova esattamente Eos? Grazie a sofisticate tecniche di mappatura 3D della polvere interstellare (usando un algoritmo chiamato Dustribution basato sui dati di Gaia e altri telescopi), abbiamo potuto “vedere” la nube nello spazio tridimensionale. Eos si estende tra i 94 e i 130 parsec da noi. Questo la colloca proprio sulla superficie interna della Bolla Locale, la nostra “casa” cosmica.

Non solo: Eos si trova lungo il bordo di un’altra struttura enorme e famosa nel nostro cielo, lo Sperone Polare Nord (NPS) o Loop I, una gigantesca bolla di gas caldo e raggi X che si pensa sia, almeno in parte, anch’essa legata alla Bolla Locale. La vicinanza tra Eos e l’NPS/Loop I è davvero intrigante.

Un Laboratorio per Studiare l’Interazione Caldo-Freddo

La posizione di Eos ci offre un’opportunità unica. Abbiamo osservato che la forma a mezzaluna della nube “scolpisce” l’emissione di raggi X molli rilevata dal satellite ROSAT. In pratica, Eos assorbe i raggi X provenienti dal gas caldo della Bolla Locale o dell’NPS/Loop I che si trova dietro di essa, creando una sorta di “ombra” a raggi X. Ma non solo: sembra esserci anche un “alone” di raggi X più brillanti proprio attorno al bordo della nube, forse a indicare un’interazione diretta tra il gas freddo di Eos e il gas caldissimo (milioni di gradi!) circostante.

Abbiamo visto un effetto simile anche osservando l’emissione di ossigeno altamente ionizzato (O VI), un altro tracciante del gas caldo. Eos appare come un’ombra scura anche in queste mappe. Tutto ciò suggerisce che Eos sia immersa o stia interagendo con il materiale caldo dell’NPS/Loop I. Questo fa di Eos il nostro esempio più vicino di interfaccia tra gas freddo e gas caldo nel mezzo interstellare, un fenomeno cruciale per capire come le galassie evolvono.

Quale Futuro per Eos? Nascita di Stelle o Dissoluzione?

Una domanda sorge spontanea: questa enorme nube formerà nuove stelle, come fanno altre nubi molecolari vicine (Toro, Ofiuco…)? O è destinata a dissolversi prima?

Abbiamo fatto qualche calcolo. Considerando la sua massa e le sue dimensioni (ha un raggio effettivo di circa 25 parsec), Eos sembra essere marginalmente stabile contro il collasso gravitazionale, specialmente se consideriamo le temperature più calde tipiche del gas che emette fluorescenza H₂ (sopra i 100 K). Aggiungendo gli effetti di supporto della turbolenza e dei campi magnetici (che non abbiamo ancora misurato nel dettaglio), la stabilità aumenterebbe ulteriormente. Quindi, per ora, non sembra sul punto di iniziare a formare stelle in massa.

E la dissoluzione? Qui le cose si fanno interessanti. Misurando l’intensità della fluorescenza H₂, possiamo stimare quanto velocemente l’idrogeno molecolare viene distrutto (dissociato) dalla radiazione UV e X. Possiamo anche stimare quanto velocemente si forma sulle particelle di polvere. Il risultato? La velocità di dissociazione è molto più alta di quella di formazione!

Stimiamo che Eos stia perdendo circa 600 masse solari di H₂ ogni milione di anni. A questo ritmo, l’intera nube verrà “fotoevaporata” in circa 5,7 milioni di anni. Sembra un tempo lungo, ma su scala cosmica è un battito di ciglia!

Perché Questa Scoperta è Così Importante?

La scoperta di Eos è entusiasmante per diversi motivi:

• Dimostra l’esistenza di grandi quantità di gas molecolare “oscuro” al CO anche molto vicino a noi. Questo significa che potremmo aver sottostimato la quantità di materia prima per la formazione stellare nella nostra galassia.
• Ci fornisce un laboratorio eccezionale e vicino per studiare l’interazione tra gas freddo e gas caldo, un processo fondamentale nel ciclo della materia interstellare.
• Ci aiuta a capire il ruolo del “feedback stellare” (l’effetto delle stelle, specialmente quelle massicce e le supernove, sull’ambiente circostante) nel plasmare le regioni di formazione stellare più vicine al Sole e nel regolare il tasso complessivo di nascita di nuove stelle. La rapida dissoluzione di Eos suggerisce che questo ciclo di distruzione e (ri)formazione del gas sia molto attivo.

Insomma, Eos è una finestra inaspettata sul nostro quartiere cosmico, che ci ricorda che l’universo ha ancora tantissime sorprese in serbo per noi, anche proprio dietro l’angolo! Continueremo a studiarla per svelare tutti i suoi segreti.

Fonte: Springer Nature