Nel dicembre 2023, il telescopio spaziale Hubble ha completato il suo più grande programma dal suo lancio nel 1990. Attraverso questo programma, il telescopio ha effettuato osservazioni di 500 singole stelle in tre anni e gli scienziati sono ora pronti ad approfondire questo Easter Egg cosmico di dati.
L'indagine completa del telescopio Hubble è chiamata Ultraviolet Heritage Library of Young Stars as Baseline Standards, o ULLYSES; Gli operatori di ULLYSES consideravano Hubble l'unico telescopio attivo in grado di compiere un'impresa così pionieristica.
Tuttavia, questi trattamenti di osservazione nell’ultravioletto continueranno oltre le vacanze di Pasqua, tenendo i ricercatori impegnati per decenni a venire mentre forniscono nuove informazioni sulla formazione e l’evoluzione stellare e sull’influenza delle stelle sull’ambiente circostante.
“Credo che il progetto ULLYSES avrà un impatto trasformativo e avrà un impatto sull'astrofisica in generale, dagli esopianeti agli effetti delle stelle massicce sull'evoluzione delle galassie, fino alla comprensione delle prime fasi dell'universo in evoluzione”, ha affermato Julia Roman-Duval, leader del progetto ULLYSES. team di implementazione presso il telescopio spaziale. Science Institute (STScI) a Baltimora, Maryland, Lo ha detto in un comunicato. “A parte gli obiettivi specifici del programma, i dati stellari possono essere utilizzati anche nel campo dell’astrofisica in modi che non possiamo ancora immaginare”.
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Il team ULLYSES ha utilizzato il telescopio Hubble per studiare prima 220 stelle, poi ha estratto l'archivio del telescopio spaziale per recuperare le osservazioni di altre 275 stelle. I ricercatori hanno anche combinato i dati sulle stelle provenienti da un gran numero di altri telescopi spaziali e osservatori a terra.
Il set di dati ULLYSES completo è costituito da spettri stellari contenenti informazioni sulla temperatura, sulla composizione chimica e sulla velocità di rotazione di ciascuna stella.
Hubble e Ulisse vedono rosso (e blu)
Di particolare interesse per il team ULLYSES sono le stelle blu massicce e ultracalde che possono diventare un milione di volte più luminose del nostro Sole. Queste stelle fiammeggianti brillano fortemente alla luce ultravioletta, il che significa che Hubble può individuarle facilmente.
Le massicce stelle blu vivono velocemente e muoiono giovani, bruciando rapidamente il combustibile necessario per la fusione nucleare intrinseca e formando “metalli”, il termine usato dagli astronomi per descrivere gli elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio. Idrogeno ed elio sono i due elementi che le stelle formano maggiormente all'inizio della loro vita.
Gli spettri stellari di massicce stelle blu possono rivelare dettagli sulla velocità dei forti venti stellari che fluiscono da esse. Dopo che le stelle massicce esplodono in esplosioni di supernova, sono questi venti stellari a disperdere gli elementi formati da quelle stelle. Gli elementi si diffondono poi in tutto l’universo, quindi comprendere questi venti sarebbe un grande passo avanti verso la comprensione della distribuzione galattica degli elementi pesanti che diventeranno i mattoni per la prossima generazione di stelle e pianeti. Questi elementi potrebbero eventualmente diventare anche la base della vita nell’universo.
A causa di questo processo di dispersione, ogni successiva generazione stellare contiene una maggiore concentrazione di metalli rispetto alla generazione precedente. Formatasi quando la maggior parte degli atomi nell'universo erano idrogeno e una piccola quantità di elio, la prima generazione di stelle è considerata “povera di metalli”, mentre le generazioni successive di stelle, compreso il Sole, sono “ricche di metalli”.
Ulisse e Hubble hanno preso di mira le stelle blu nelle galassie vicine alla Via Lattea che sembrano carenti di metalli. Pertanto, queste stelle possono fungere da proxy per le stelle più vecchie, aiutando gli scienziati a indagare sulle stelle che esistevano nell’universo nascente e che ora sono al di fuori della gamma dalla quale possiamo facilmente vedere i dettagli più profondi.
“Le osservazioni di ULLYSES sono un punto di partenza per comprendere quelle prime stelle, i loro venti nell’universo e il modo in cui influenzano l’evoluzione della loro giovane galassia ospite”, ha affermato Romain Duval.
All’estremità opposta dello spettro dei colori (e delle dimensioni), il progetto ULLYSES si è concentrato anche sulle stelle giovani che sono più fredde, più piccole e più rosse del Sole. Queste stelle si trovano anche vicino alla Terra, nelle regioni attive di formazione stellare nella Via Lattea.
Durante i loro anni di formazione, mentre raccoglievano massa dai dischi di gas e polvere che le circondavano, queste giovani stelle rosse creavano turbolenza nei loro sistemi emettendo radiazioni ultraviolette e raggi X ad alta energia. Ciò influenzerebbe i dischi di formazione planetaria attorno a queste stelle e influenzerebbe la possibilità che i pianeti che alla fine nasceranno attorno a queste stelle possano essere abitabili.
Le osservazioni di Hubble raccolte per ULLYSES potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio i processi attraverso i quali queste giovani stelle accumulano materia dall'ambiente circostante per accumulare la massa necessaria per catalizzare la fusione nucleare dell'idrogeno in elio. Avviare questo processo renderebbe la giovane stella una stella a tutti gli effetti.
Ciò potrebbe anche rivelare l’influenza di queste stelle sui dischi che le circondano, che alla fine formeranno i pianeti. Pertanto, uno studio di indagine potrebbe aiutare gli scienziati a capire meglio quali sistemi sono più adatti alla ricerca della vita.
“ULLYSES è stato originariamente progettato come un programma di osservazione che utilizzava il sensibile spettrometro di Hubble. Tuttavia, il programma è stato significativamente migliorato attraverso osservazioni coordinate e aggiuntive guidate dalla comunità con altri osservatori terrestri e spaziali”, ha affermato Romain Duval. “Una copertura così ampia consente agli astronomi di indagare la vita delle stelle con dettagli senza precedenti e di dipingere un quadro più completo delle proprietà di queste stelle e di come influenzano il loro ambiente”.
Ancor prima che i dati ULLYSES forniscano nuove informazioni sulla vita delle stelle e del loro ambiente, questa indagine mostra che anche dopo più di tre decenni di osservazioni cosmiche, Hubble sta ancora fornendo scienza innovativa.
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