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La funzione di massa iniziale stellare è universale?

Poche domande nel campo dell’astronomia hanno scatenato una discussione così animata come quella che chiede se la distribuzione delle masse delle stelle alla loro nascita sia universale, o sia sensibile alle condizioni iniziali della formazione stellare. Astronomi finanziati dall’UE hanno fornito la loro risposta.
La funzione di massa iniziale stellare è universale?
La cosiddetta funzione di massa iniziale (IMF) stellare è fondamentale per quasi tutte le branche dell’astrofisica, dalla scienza planetaria all’evoluzione degli ammassi stellari e all’arricchimento chimico del mezzo interstellare. Uno dei primi tentativi di determinare la forma della IMF venne fatto negli anni cinquanta del secolo scorso. Si scoprì che la IMF delle stelle di campo galattico vicine era ben descritta da una legge di potenza.

Nell’ambito del progetto FEEDGAL (Feedback regulated star formation in diverse galactic environments), finanziato dall’UE, gli astronomi si sono concentrati sulle regioni dove si formano stelle e sugli ammassi di giovani stelle nella nostra galassia, la Via Lattea. Essi hanno combinato delle simulazioni numeriche con metodi statistici, e i risultati sono stati confrontati con dati basati sull’osservazione all’avanguardia.

Il team di FEEDGAL ha utilizzato il codice magnetoidrodinamico per il miglioramento della griglia adattiva di flussi fluidi autogravitanti magnetizzati (RAMSES) per effettuare simulazioni 3D di nubi molecolari turbolente, magnetizzate e autogravitanti. Essi hanno inoltre aggiornato il codice per catturare la massa di regioni ad alta densità che collassano gravitazionalmente e rappresentano le stelle appena nate.

Questo approccio numerico allo studio della turbolenza nelle nubi è stato completato dallo sviluppo di un metodo statistico bayesiano per ricavare i parametri di base della IMF per ammassi stellari giovani. Soprattutto, per la prima volta gli astronomi hanno mostrato che la frazione di stelle di tipo O può essere riprodotta solo quando i parametri della IMF hanno delle distribuzioni ampie.

Una delle scoperte principali è stata che la IMF delle popolazioni stellari giovani non può essere descritta da una singola funzione di distribuzione. Al contrario, ogni parametro della IMF per uno specifico intervallo di massa stellare è caratterizzato da un’ampia distribuzione gaussiana. Questa indicazione di IMF non universali nella nostra galassia di sicuro giustifica ulteriori studi.

La IMF influenza la maggior parte delle proprietà osservabili delle popolazioni stellari e delle galassie. Variazioni nella IMF molto probabilmente riflettono distribuzioni allo stesso modo ampie delle condizioni iniziali in cui si sono formati questi ammassi. Prima di FEEDGAL, gli studi dei giovani ammassi locali e dei vecchi ammassi globulari avevano suggerito che la stragrande maggioranza fosse ricavata da una IMF “universale”.

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Keywords

Funzione di massa iniziale, FEEDGAL, Via Lattea, stelle appena nate, distribuzione gaussiana
Numero di registrazione: 198599 / Ultimo aggiornamento: 2017-05-26