Raggi cosmici nei gusci del Cigno

La costellazione del Cigno, visibile in prima serata ad ovest, detiene una delle più ricche regioni di formazione stellare della nostra Galassia. Gli astronomi che osservano la regione nello spettro visibile vedono soltanto una parte della spettacolare attività, nascosta da un velo di polveri del piano galattico.
Cygnus X possiede raggruppamenti di molte giovani stelle, comprese le associazioni OB2 e OB9 e l’ammasso NGC 6910. I flussi combinati e le radiazioni ultraviolette delle numerose stelle della regione hanno scaldato e spinto il gas lontano dagli ammassi, producendo cavità di gas caldo e a bassa densità. Nell’immagine a 8 microns, nell’infrarosso, si notano regioni più scure come contorno di queste cavità (vedi sito Skylive).
L’emissione gamma scovata da Fermi riempie le bolle di gas caldo create dalle stelle più massive in Cygnus X. La turbolenza e le onde d’urto prodotte da queste stelle rendono difficile l’attraversamento ai raggi cosmici di alta energia.
Posta nei pressi della stella di seconda grandezza Gamma Cygni, la regione di formazione stellare è nota come Cygnus X per i raggi X scoperti durante le survey degli anni Cinquanta. Ora, uno studio basato sui dati di Fermi ai raggi gamma ha scoperto che il tumulto di una stella nata e morta in Cygnus X è causa delle particelle energetiche note come raggi cosmici. I raggi cosmici sono particelle subatomiche, principalmente protoni, che si muovono a velocità prossime a quelle della luce. Durante il loro viaggio attraversano la galassia e vengono deviate dai campi magnetici, per questo sono impossibili da tracciare nel loro percorso ed è impossibile risalire alla sorgente. Quando i raggi cosmici collidono con il gas interstellare producono raggi gamma, la forma di luce più energetica e penetrante, che viaggia verso di noi a partire dalla sua sorgente. Tracciando i raggi gamma nella galassia, Fermi aiuta gli astronomi a capire le sorgenti dei raggi cosmici ed il loro modo di accelerare. Le zone maggiormente candidate ad essere sorgente di accelerazione di raggi cosmici sono quelle con gusci in rapida espansione di gas ionizzato con campi magnetici associati ad esplosioni di supernova. Per le stelle, la massa rappresenta il loro destino e le stelle più massive vivono poco e muoiono giovani. Sono anche relativamente rare, visto che stelle così estreme, con masse superiori a 40 masse solari e con temperature otto volte maggiori, influenzano tremendamente il loro vicinato. Le intense radiazioni ultraviolette ed i venti stellari fortissimi disperdono la massa iniziale e limitano quindi il numero di stelle massive in ogni regione.
Torniamo a Cygnus X. Posto a circa 4500 anni luce di distanza, questa fabbrica di stelle contiene abbastanza materiale da formare due milioni di stelle come il Sole. Al suo interno ci sono molte stelle giovani e gruppi di stelle molto calde, legate in associazioni OB. Una, nota come Cygnus OB2, contiene 65 stelle di spettro O, le più massive, luminose e calde, e circa 500 stelle di spettro B. La massa totale dell’associazione si aggira intorno alle 30.000 masse solari, rendendo Cygnus OB2 la più grande associazione nel giro di 6.500 anni luce. Con una età inferiore ai 5 milioni di anni, poche delle sue stelle sono già esplose come supernovae.
Le stelle hanno scavato nel gas nelle vicinanze ed ora risiedono in cavità riempite da gas caldo circondato da confini più freddi, all’interno delle quali altre stelle si stanno formando. Proprio qui Fermi ha rintracciato intense emissioni gamma che proprio ora stanno iniziando il loro viaggio nel cosmo. Le onde d’urto smuovono gas e campi magnetici come in un idromassaggio ed i raggi cosmici restano intrappolati fino a che non raggiungono regioni più calme, dove possono muoversi più liberamente. Anche il ben noto resto di supernova Gamma Cygni, prossimo alla omonima stella, giace in questa regione: gli astronomi stimano la sua età a circa 7.000 anni. E’ possibile che il resto di supernova aiuti a produrre i raggi cosmici che poi restano intrappolati nel guscio di Cygnus X, ma un altro scenario può essere rappresentato dall’accelerazione delle particelle attraverso ripetute interazioni con le onde d’urto prodotte all’interno del guscio stesso dai forti venti stellari.
Fonte: NASA (vedi sito Skylive)