Onde d'urto infrarosse svelano stelle in fuga

Una stella fuggitiva (runaway star, in inglese) è un astro che fugge dalla regione in cui si è formato, muovendosi nello spazio a una velocità molto alta rispetto alle stelle vicine, e supersonica in relazione al mezzo interstellare circostante.

Proiettili stellari. Tra i possibili meccanismi in grado di dare origine a una runaway star, due sono quelli più credibili. Il primo consiste in un incontro ravvicinato tra due sistemi binari, che culmina con la loro distruzione e con l’espulsione ad altissima velocità di una o più delle stelle componenti.

Il secondo chiama in causa l'esplosione di una supernova all'interno di un sistema stellare multiplo, che ha come risultato l'accelerazione delle componenti residue del sistema a velocità elevatissime. Nonostante entrambi i modelli siano possibili in via teorica, il modello della supernova è quello che si ritiene sia il più probabile.

Adesso, i due osservatori spaziali per radiazione infrarossa della Nasa, Spitzer e WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), hanno raccolto preziose informazioni sul comportamento di queste stelle. Attraversando lo spazio interstellare, le runaway star possono "accumulare" materiale davanti a sé, un po' come l'acqua si accumula davanti alla prua di una nave, formando un’estesa onda d'urto (bow shock).

Compressori interstellari. Le dimensioni e le forme delle onde d'urto sono determinate sia dalla velocità sia dalla massa della stella in fuga. Più la stella è massiccia, più materiale viene espulso dai venti ad alta velocità. Zeta Ophiuchi, ad esempio, è 20 volte più massiccia del Sole ed è caratterizzata dall’emissione di venti supersonici che si scontrano ad altissima velocità contro il materiale situato lungo il cammino della stella. Il risultato è un addensamento di gas che viene compresso e riscaldato, e che risulta quasi abbagliante alle lunghezze d'onda infrarosse in cui operano i due telescopi spaziali Spitzer e WISE.

Decine di stelle in fuga. Scavando nell'archivio dei due telescopi spaziali, un gruppo di ricercatori statunitensi ha individuato più di 200 potenziali onde d'urto generate da runaway star, 80 delle quali sono poi state osservate con il telescopio da 2,30 metri di apertura dello Wyoming Infrared Observatory, riuscendo in tutti i casi a identificare le probabili sorgenti delle onde d'urto, che sono per la maggior parte stelle massicce.

In alcuni casi, però, non è stata identificata una sorgente con certezza, il che fa pensare che, occasionalmente, i bow shock possano essere prodotti anche da polveri espulse da stelle e da nubi in cui sono attivi intensi processi di formazione stellare. WISE e Spitzer hanno fornito le migliori immagini di bow shock finora disponibili, che permettono di vedere nuovi dettagli e le strutture al loro interno.

Il Sole orbita attorno al nucleo della Via Lattea a una velocità superiore di circa 20 km/s a quella media locale, mentre altre stelle, come la massiccia Zeta Ophiuchi, sfrecciano a velocità superiori creano spettacolari e colossali bow shock. Purtroppo, al momento non è dato sapere se anche la nostra stella presenti una simile struttura o meno.