Nubi interstellari ultra turbolenti e magnetizzate: cosa ha scoperto il super telescopio cinese FAST?
Si pensava fosse un ambiente tranquillo e ordinato quello delle nubi interstellari. Invece con sorpresa si scopre essere una rete intricatissima e turbolenta di filamenti con velocità supersoniche e campi magnetici. La scoperta grazie al super telescopio FAST.
Quella che raccontiamo è una scoperta che apre la strada ad una migliore comprensione delle nubi interstellari, cioè le progenitrici delle nubi molecolari in cui avviene la formazione delle stelle.
Guardando alla storia passata del Sistema Solare, potremmo proprio dire che ...in principio era una nube interstellare...
Tra le tante nubi interstellari, parliamo della G165, all'interno della nostra Galassia.
E’ stato possibile scoprire nel dettaglio la complessa struttura di questa nube, chiamata G165, grazie alla potenza risolutiva del telescopio cinese FAST “Five hundred meter Aperture Spherical Telescope", cioè un telescopio con apertura sferica di cinquecento metri.
Il telescopio FAST
Il telescopio FAST è operativo dal 2016 ed è stato costruito adagiato sulla concavità di un bacino naturale utilizzando 4600 pannelli triangolari. Lo schema ottico è molto simile al telescopio di Arecibo (ormai dismesso), ma è almeno tre volte più sensibile di quest’ultimo. A differenza dei telescopi che vediamo abitualmente, il radiotelescopio FAST è fisso sul terreno, per cui esso può osservare solo i corpi celesti che gli transitano di sopra durante il loro moto diurno.
Sappiamo che le stelle si originano da nubi molecolari, costituite prevalentemente da molecole di idrogeno (la molecola di idrogeno si compone di due atomi di idrogeno tra loro legati), elio e polveri.
Lì dove nasceranno le stelle: le nubi interstellari
Quando la temperatura della nube interstellare, tuttavia, è relativamente alta (ma sempre abbondantemente sotto i zero gradi) l’idrogeno non riesce a stare legato ma lo si trova allo stato atomico, cioè non più una nube molecolare ma una nube atomica.
Le nubi atomiche sono uno stadio ancor più primitivo rispetto alle nubi molecolari. Esse hanno solo una componente “calda” mentre nella loro successiva evoluzione se ne sviluppa anche una “fredda” che è proprio quella in cui si innesca il processo di formazione stellare.
Di queste nubi interstellari nella nostra Galassia ne esiste una tipologia caratterizzata da elevate velocità e per questo chiamata VHVC cioè Very-High-Velocity Cloud (nubi ad altissima velocità).
Parliamo di una velocità complessiva dell’ordine di centinaia di chilometri al secondo.
L’occhio di FAST è caduto su una di queste nubi, la G165.
Le caratteristiche di G165
Nonostante sia lontana 50.000 anni luce dalla Terra, grazie al fatto di essere lontana dal piano della nostra Galassia, dove è massima la concentrazione di polveri per cui la visibilità è molto limitata, il telescopio FAST è riuscito ad osservarla molto nitidamente.
La caratteristica peculiare della nube G165 e che la rende estremamente interessante è il fatto che, trovandosi relativamente lontana da altre nubi e da zone molto popolate da stelle, gli effetti gravitazionali che agiscono su questa sono trascurabili.
Con grande sorpresa, gli astronomi dell’Osservatorio Astronomico di Shanghai (SHAO) dell'Accademia Cinese delle Scienze, osservando G165 hanno scoperto che non è né calma né priva di strutture, come si pensava in passato sulla base delle osservazioni del piano galattico più denso.
Al contrario, gli astronomi all’interno della nube hanno osservato una rete intricata di filamenti che formano una struttura reticolare (tipo ragnatela) con più livelli di velocità supersoniche. Questi filamenti si intersecano e si attorcigliano nello spazio, formando un reticolo tridimensionale di gas con chiari segni di turbolenza (vedi l'immagine di sopra).
Per comprenderne la causa, sono state fatte delle simulazioni numeriche andando ad aggiungere nei modelli ingredienti e dosaggi differenti. Ne è risultato che l’interazione tra campi magnetici, di cui la Galassia è permeata, e turbolenza supersonica possono produrre esattamente le stesse strutture osservate.
Quindi, anche in assenza di forze gravitazionali, turbolenza e il magnetismo da soli potrebbero essere sufficienti a modellare la struttura iniziale delle nubi interstellari, il che apre a nuove entusiasmanti strade per l’esplorazione della formazione delle strutture nel cosmo, soprattutto in ambienti in cui la gravità non è la forza dominante.
Riferimenti allo studio
"A network of velocity-coherent filaments formed by supersonic turbulence in a very-high-velocity H i cloud". Liu, X., Liu, T., Li, PS. et al. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02605-8