Il James Webb Space Telescope mostra la nebulosa di Orione come mai vista prima

Il James Webb Space Telescope non smette di rivelare nuove meraviglie in giro per il cosmo, anche in regioni già ben studiate come la nebulosa di Orione, distante circa 1300 anni-luce dalla Terra. La nebulosa di Orione o Messier 42 è uno degli oggetti più affascinanti e fotografati del cielo notturno, trovandosi in corrispondenza della costellazione di Orione che domina il cielo notturno invernale nell'emisfero boreale. La nebulosa è una intensa regione di formazione stellare, avente al suo centro l'ammasso di stelle del Trapezio, dominato da stelle massicce e calde che emettono intensa radiazione ultravioletta e che influenzano l'ambiente dell'intera nebulosa.

Gli astronomi hanno scoperto, utilizzando i dati James Webb ad altissima risoluzione (consultabili sul portale ESAsky), nuovi dettagli sulla nebulosa, inclusa una nuova classe di oggetti mai vista fino ad ora, denominata Jumbo (Jupyter Mass Binary Objects), ovvero oggetti celesti binari aventi massa simile a quella di Giove. Quest'ultimi spingono gli scienziati a rivedere quelle che sono le teorie comunemente accreditate circa la formazione di nuovi sistemi stellari e planetari.

Come è stata ottenuta l'immagine

La nebulosa di Orione è già stata osservata da numerosi telescopi professionali nella banda visibile, come ad esempio l'Hubble Space Telescope, ma è la prima volta che gli astronomi possono contare su di uno strumento, il James Webb, che unisce alla poderosa risoluzione anche l'abilità di osservare il cosmo nel vicino e medio infrarosso, parte delle quali viene bloccata dall'atmosfera terrestre.

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Data l'ampiezza angolare della nebulosa, grande quanto circa 4 lune piene, il campo di vista del James Webb non è sufficiente a inquadrarla nella sua interezza, di conseguenza gli astronomi hanno dovuto creare un vero e proprio mosaico di immagini. Pensate che le immagini in calce all'articolo sono state prodotte combinando 2400 immagini nel vicino infrarosso e 712 immagini nel medio infrarosso, tutte lunghezze d'onda invisibili all'occhio umano.

I nuovi dettagli della nebulosa di Orione scoperti dal James Webb

Le immagini prodotte dal James Webb nel vicino e medio infrarosso hanno rivelato nuovi dettagli sull'ambiente della nebulosa prima sconosciuti. L'immagine nel vicino infrarosso è quella che possiede la risoluzione più elevata e mostra, in falsi colori, stelle brillanti e massicce che emettono radiazione ultravioletta e forti venti di particelle che causano la ionizzazione (perdita di elettroni dall'atomo) del gas circostante.

Nell'immagine è possibile individuare anche stelle appena formatesi circondate da densi dischi di gas e polveri in cui si stanno formando nuovi sistemi planetari analoghi al nostro Sistema Solare. Questa regione è però molto turbolenta ed alcuni dischi protoplanetari non riescono a sopravvivere così a lungo da formare pianeti poiché essi vengono distrutti dalla radiazione ultravioletta e dai venti stellari delle stelle giovani, massicce e calde che si formano in questa “nursery” stellare.

L'immagine nel medio infrarosso ci mostra invece una vista diversa della nebulosa. Ciò che emette nel medio infrarosso è per lo più la radiazione termica delle polveri riscaldate dalle stelle circostanti e le molecole organiche, come gli idrocarburi policiclici aromatici. Nell'immagine in falsi colori possiamo vedere il netto contrasto tra la cavità centrale in viola e le strutture circostanti che assomigliano a nuvole in verde, marrone e rosso. La cavità centrale è costituita da gas ionizzato dalla radiazione stellare, mentre le regioni circostanti sono costituite da polveri e gas in forma molecolare.

Queste immagini sono ben esemplificative di ciò che sta accadendo nella nebulosa di Orione. Inizialmente, in questa regione vi erano polveri e gas in forma molecolare, come quello in verde nella seconda immagine. Il collasso a opera della gravità del gas molecolare ha innescato la formazione e l'accensione di nuove generazione di stelle, le quali, appena nate, emettono così tanta radiazione e venti di particelle da spazzare letteralmente via il materiale circostante e creare la cavità in viola, con ai bordi, in verde, parte del materiale che si trovava precedentemente al centro e da cui le stelle si sono formate.

La presenza di oggetti inaspettati

La risoluzione e la sensibilità nell'infrarosso delle immagini del James Webb ha permesso ai ricercatori dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) di trovare nelle immagini una nuova classe di oggetti denominati Jumbo. Si tratta di sistemi binari costituiti da due oggetti aventi massa confrontabile con quella di Giove. L'eccezionalità della scoperta sta nel fatto che questi due oggetti planetari non appartengono a nessuna stella, ma vagano come una coppia solitaria all'interno della nebulosa.

Le teorie moderne sulla formazione e l'evoluzione dei sistemi planetari prevedono scenari in cui per effetto delle forze gravitazionali in gioco un pianeta possa essere espulso dal proprio sistema stellare. Tuttavia, i ricercatori non avevano previsto che ciò potesse accadere per sistemi binari di pianeti. Il James Webb sembra rivelare che ciò sia in realtà comune, dato che nelle immagini i ricercatori hanno individuato 540 oggetti di massa gioviana, di cui ben il 9% è in un sistema binario con un altro oggetto simile.