Oggetti astronomici come vere opere d'arte: l'affascinante caso della giovanissima stella HH 30

Di oggetti astronomici come HH30 ne esistono numerosissimi. Tuttavia, è l’unico finora noto ad avere il disco protoplanetario perfettamente parallelo alla nostra linea di visuale. Questa configurazione favorevole permette di studiare con grande dettaglio l'affascinante struttura geometrica di questa classe di oggetti.

Di Herbig-Haro se ne conoscono tantissimi, tuttavia HH 30 ha un orientamento nello spazio che permette di vederne il disco protoplanetario di "taglio" o, come si dice in inglese, "edge-on". E' un orientamento assolutamente unico che favorisce lo studio della struttura geometrica di questa classe di oggetti che si sviluppa perpendicolarmente al disco.

Nella foto di copertina l'orientamento di HH 30 permette di vedere chiaramente la distribuzione verticale di tutte le sue componenti. In confronto, nell'immagine di sotto è riportato un altro Herbig-Haro (HH34) il cui orientamento non di taglio rende molto complicato ricostruirne la struttura geometrica.

Dove si trova HH 30

In direzione della costellazione del Toro, a circa 450 anni luce dalla Terra, si trova una gigantesca nube molecolare chiamata “Nube del Toro”, ma chiamata anche “Nube del Toro-Auriga”, poiché le sue dimensioni sono tali da estendersi fino alla vicina costellazione dell’Auriga.

Numerosi oggetti astronomici, dalle stelle agli ammassi di galassie, prendono il nome dalla costellazione in direzione della quale sono visibili.

La “Nube del Toro” è un complesso di numerose nebulose oscure (“dark nebulae” in inglese), cioè di addensamenti, prevalentemente di idrogeno molecolare e di polveri, che appaiono di colore scuro.

Il loro aspetto è scuro per l’assenza nelle vicinanze di stelle sufficientemente brillanti che le possano illuminare. Se stelle brillanti fossero vicine, le nebulose oscure apparirebbero luminose.

Immagine di HH 34 che ha la stessa natura di HH 30 ma ha un'orientamento che rende complicato capirne la reale struttura geometrica. Credit: ESA/Hubble & NASA, B. Nisini

Tra le numerose nebulose oscure della Nube del Toro, spicca la Large Dark Nebula 1551 (LDN 1551), la cui immagine è riportata nella figura di sotto. Le nebulose oscure, tra cui appunto LDN 1551, sono vivai di stelle (o “stellar nursery” come chiamate in inglese) dentro cui sono in corso processi di formazione stellare.

Le neo stelle con una massa confrontabile o inferiore a quella del Sole, in questa precoce fase evolutiva vengono chiamate stelle di tipo T-Tauri (dove T-Tauri è la stella prototipo). Se invece le neo stelle hanno massa maggiore vengono chiamate oggetti Herbig-Haro.

La nostra HH 30 è proprio un oggetto Herbig-Hero con un’età inferiore a circa 1.5 milioni di anni.

Cosa mostra la HH 30

L’immagine di copertina della HH 30 svela tante informazioni sulla natura degli oggetti Herbig-Haro. Paradossalmente, in HH 30 si vede tutto fuorché proprio la stella, interamente nascosta nel suo inviluppo di polvere. Nemmeno le capacità di penetrazione del telescopio James Webb riescono a svelare la stella in essa nascosta.

LDC 1551 — La dark nebula LDN 1551 nella Nube molecolare del Toro e all'interno della quale si trova HH 30. Credit: WeShare Astro Team

Ma andiamo per ordine a capire le componenti di questo oggetto.

La stella si presume sia al centro di questa struttura a forma simmetrica. Si tratta di una stella ancora circondata dal suo disco protoplanetario. Questo disco, visto di taglio, appare di colore marrone scuro (si guardi la figura di sotto) ed essendo particolarmente ricco di polveri, impedisce alla luce della stella di fuoriuscire per cui appare appunto più scuro.

Dal piano del disco di dipartono due strutture a forma pressoché semisferica (Conical Outflow) che rappresentano il “vento del disco” (le due strutture azzurre nella figura di sotto). Si tratta di particelle di gas che presenti nel disco sono state riscaldate dall’energetica radiazione della stella e foto-evaporate. Il movimento di questo vento è comandato dall’intenso campo magnetico della stella che lo fa divergere dal piano del disco.

Nelle fasi iniziali di vita della stella parte di questo gas precipita nuovamente sulla stella, accrescendone la massa, successivamente viene per lo più disperso nello spazio interstellare. Questo disco è il residuo del processo di formazione della stella e, ancora, parte di questo disco sta precipitando sulla stella accrescendone la massa.

Altra componente è rappresentata dai due jets di gas caldissimi che si prolungano perpendicolarmente al piano del disco (quelli di colore rosso e di cui quello verso l’alto è più prominente di quello verso il basso). Questi sono generati dall'interazione del campo magnetico della stella con il gas del suo disco. La presenza di questi getti di gas è una caratteristica comune degli oggetti Herbig-Haro.

Ultima componente è l’alone di colore rossastro che circonda l’intero oggetto e che è costituito di grani di polvere più sottili di quelli del disco e dispersi in tutto l’ambiente circostante HH 30.

Risultato della sinergia tra diversi telescopi

HH 30 era stato scoperto con il telescopio Hubble. A motivo della suo raro allineamento è stato osservato nella banda del millimetrico con il radiotelescopio Alma e ultimamente nell’infrarosso dal telescopio James Webb. Le componenti di HH 30 (cioè jets, disco, polveri, vento del disco,...) hanno temperature diverse e, pertanto, hanno il loro picco di emissione di luce in bande diverse dello spettro elettromagnetico.

Combinando le osservazioni di tre telescopi con strumenti sensibili a diverse bande elettromagnetiche è stato possibile risolvere con dettaglio le diverse componenti.

Ad esempio il disco scuro con massima emissione di luce nella banda del millimetrico è stato meglio rilevato da Alma; mentre i jets caldi con massima emissione di luce nel visibile/EUV sono stati meglio rilevati da Hubble. Il vento del disco è invece stato meglio rivelato da Hubble e da James Webb.