Una nuova e dettagliata immagine della regione centrale della Via Lattea è stata catturata da astronomi, rivelando una complessa rete di filamenti di gas freddo cosmico, materia fondamentale per la formazione delle stelle, all’interno della Zona Molecolare Centrale (CMZ). Questa straordinaria acquisizione è stata realizzata grazie all’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e fornisce un ricco insieme di dati per studiare la vita delle stelle nella parte più estrema della nostra galassia, in prossimità del buco nero supermassiccio centrale.
Un team internazionale al lavoro
Il risultato è frutto del lavoro di oltre 160 scienziati provenienti da più di 70 istituti in Europa, America del Nord e del Sud, Asia e Australia. Coordinato dal professor Steve Longmore della Liverpool John Moores University (Regno Unito), il progetto include anche il professor Mattia Sormani dell’Insubria, responsabile del gruppo di elaborazione teorica. I dati della survey ACES (ALMA CMZ Exploration Survey), presentati in articoli pubblicati su «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», offrono una prospettiva unica sulla chimica e dinamica del gas molecolare freddo, consentendo l’analisi di processi simili a quelli delle galassie nell’Universo primordiale.
L’interpretazione di questi dati si preannuncia complessa e richiederà un considerevole lavoro teorico, nel quale il Dipartimento di Scienza e alta tecnologia dell’Università dell’Insubria gioca un ruolo cruciale. A Como, il ricercatore cinese Zixuan Feng sta sviluppando avanzate simulazioni numeriche su supercomputer, fondamentali per comprendere i dati forniti da ACES. Queste simulazioni replicano il comportamento del mezzo interstellare nella regione centrale della nostra galassia, includendo i principali processi fisici che ne influenzano l’evoluzione, come la formazione di nuove stelle e l’energia emessa sotto forma di radiazione ultravioletta, così come le esplosioni di supernove.
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This image shows the complex distribution of molecular gas in the Central Molecular Zone (CMZ) of the Milky Way. It was obtained with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), in which ESO is a partner. This map is as long as three full Moons side-by-side in the sky, and it is in fact the largest ALMA image ever obtained.
This map is part of ACES — the ALMA CMZ Exploration Survey — a project designed to understand how gas condenses into stars in the extreme and chaotic environment at the heart of our galaxy. The survey has charted the distribution of dozens of different molecules, five of which are shown here in different colours: sulphur monoxide (cyan), silicon monoxide (green), isocyanic acid (red), cyanoacetylene (blue), and carbon monosulphide (magenta).
The stars in the foreground of this image were observed at infrared wavelengths (Y, Z and J filters) with ESO’s VISTA telescope as part of a different project. The actual density of stars in the CMZ is much higher than what is shown here, where we have opted to highlight the details in the molecular cloud. Note that the edges of the ALMA map appear somewhat sharp because the ALMA observations do not cover the entire rectangular area here.
Le dichiarazioni di Zixuan Feng
«Ricreare la CMZ, il grande anello di materia osservato da ACES, all’interno di un computer ci aiuta a capire meglio come si muove il gas nel centro galattico e a ricostruirne la storia evolutiva – spiega Zixuan Feng –. Poiché viviamo all’interno della Via Lattea, non è semplice ricostruire come il centro galattico apparirebbe se osservato dall’esterno. Le simulazioni ci permettono di ottenere questa prospettiva, ricostruendone la struttura e l’evoluzione».
«La struttura del gas nel centro galattico è estremamente complessa, quasi frattale – aggiunge Mattia Sormani, professore associato di astrofisica dell’Insubria –. Fenomeni di questa complessità possono essere studiati solo attraverso un approccio numerico, poiché non esistono soluzioni analitiche in grado di descrivere una simile ricchezza di scale e processi fisici. Le simulazioni di Zixuan saranno fondamentali non solo per interpretare i dati, ma anche per affrontare un altro grande problema dell’astrofisica: comprendere come il gas nell’immagine di ACES possa alimentare il buco nero al centro della nostra galassia».
Dettagli sulla scoperta
Come riportato nel comunicato ufficiale dell’European Southern Observatory (ESO), l’area osservata si estende per oltre 650 anni luce e ospita dense nubi di gas e polvere che circondano il buco nero al centro della nostra galassia. La survey ACES ha rivelato una chimica sorprendentemente ricca, con decine di molecole diverse, da quelle semplici come il monossido di silicio a composti organici più complessi come metanolo, acetone ed etanolo. Il gas molecolare freddo scorre lungo filamenti che alimentano gli accumuli di materia da cui nascono le stelle, in un ambiente significativamente più estremo rispetto alle zone periferiche della galassia. Con ACES, gli astronomi mirano a comprendere meglio come questi fenomeni influenzino la formazione stellare e se le teorie attuali siano valide anche in condizioni estreme. I dati sono stati raccolti con il telescopio ALMA, situato nel deserto di Atacama, in Cile, e costituiscono la mappatura più ampia mai realizzata dallo strumento, un mosaico grande quanto tre Lune piene affiancate.
Per ulteriori dettagli e per consultare il comunicato completo dell’ESO: https://www.eso.org/public/italy/news/eso2603/