Viviamo in una bolla cosmica—ora un gruppo di scienziati l'ha mappata

Forse non ce ne accorgiamo, ma viviamo all’interno di una gigantesca superbolla “soffiata” nello spazio dall’esplosione e conseguente morte di suppergiù una dozzina di stelle. Si chiama Bolla Locale ed è una struttura che si estende per circa 1000 anni luce attorno al Sistema Solare. Soltanto nella nostra galassia è impossibile contare quante bolle simili a questa esistano, tutte prodotte della morte di supernove.

Le superbolle cosmiche sono un mistero da decenni, ma di recente l’astronomia ha fatto passi avanti fondamentali verso la comprensione della loro evoluzione e struttura. Soltanto negli ultimi anni, la comunità scientifica è stata in grado di mappare la forma geometrica della Bolla Locale in tre dimensioni e di dimostrare che la sua superficie è un sito attivo di nascita delle stelle, perché cattura e comprime gas e polvere mentre si espande nello spazio circostante.

Ora, un team di scienziati ha aggiunto nuovi dettagli all’immagine della Bolla Locale mappando il campo magnetico della struttura, che si pensa ricopra un ruolo cruciale nella formazione di nuovi astri.

Gli astronomi, guidati da Theo O’Neill, che ha condotto la ricerca durante un programma estivo all’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), ha presentato “la prima mappa 3D del campo magnetico di una superbolla” l’11 gennaio 2023 durante il 241esimo incontro della American Astronomical Society a Seattle. Il team ha anche mostrato visualizzazioni dettagliate della mappa, permettendo alla comunità scientifica di mettere a fuoco più nitidamente la Bolla Locale.

“Pensiamo che l’intero mezzo interstellare sia pieno di queste bolle, generate da diverse forme di retroazione stellare, specialmente da parte di stelle davvero massicce; ciò genera un output di energia in una forma o in un’altra nello spazio tra le stelle,” ha detto O’Neill—che ha appena conseguito una laurea in fisica e statistica dell’astronomia alla University of Virginia—in una conferenza tenuta insieme alla sua mentor Alyssa Goodman, astronoma del CfA che compare tra le firme della ricerca.

Goodman ha aggiunto che i campi magnetici al di fuori del Sistema Solare sono notoriamente difficili da fissare in un modello, perché non possono essere agevolmente mappati in 3D come quelli all’interno del Sistema Solare. Di conseguenza, ha detto che la nuova mappa va considerata solo uno schizzo, che verrà rifinito tramite future osservazioni e metodi di ricerca a venire.

“Ciò che Theo ha realizzato è un’ipotesi davvero molto verosimile di mappa tridimensionale del campo magnetico che circonda la superficie di una Bolla Locale,” ha detto Goodman. “La cosa esaltante è che è la prima stima tridimensionale di un campo magnetico al di fuori del sistema solare.”

O’Neill e colleghi hanno messo insieme questa mappa con l’aiuto delle osservazioni di due missioni spaziali dell’Agenzia Spaziale Europea: Gaia, che sta costruendo la mappa più dettagliata di sempre della Via Lattea, e Planck, che ha individuato la luce più antica dell’universo, prima di essere messa in pensione nel 2013.

Entrambe le missioni hanno catturato osservazioni dettagliate della distribuzione di polvere interstellare all’interno della nostra galassia, dati che il team ha usato per indagare la struttura sfuggente e i movimenti della Bolla Locale. Dato che le particelle di polvere vengono attirate e trasportate dai campi magnetici, i ricercatori hanno indagato i pattern che la luce disegnava colpendo la polvere, rivelando le dimensioni e l’orientamento delle forze magnetiche sottostanti.

Per trasformare le osservazioni bidimensionali del campo magnetico in un modello tridimensionale, i ricercatori hanno ipotizzato che gran parte della polvere osservata e dell’attività magnetica siano localizzate sulla superficie in espansione della bolla. Anche se queste ipotesi sono in linea con le teorie più accettate, Goodman ha sottolineato che future osservazioni probabilmente aggiungeranno molta più complessità alla bozza di mappa compilata dal team.

“È il primo tentativo, e probabilmente è in gran parte corretto,” ha detto Goodman.

La squadra spera che la mappa fungerà da punto di partenza per studi di altri scienziati con l’idea di comprendere meglio le superbolle sparse per la Via Lattea. Va detto che il Sole è entrato nella Bolla Locale soltanto pochi milioni di anni fa, e ne uscirà tra pochi milioni, continuando a fluttuare alla deriva nella galassia, dentro e fuori da altre bolle.

“Ora che abbiamo questa mappa, ci sono un sacco di belle ricerche da fare, sia per noi che, speriamo, per altre persone,” ha detto O’Neill. “Visto che le stelle sono raggruppate, non è che il Sole sia super speciale e si trovi nella Bolla Locale perché siamo fortunati. Sappiamo che il mezzo interstellare è pieno di bolle come questa, anzi, ce ne sono moltissime nelle vicinanze della nostra.”

“Un passo davvero interessante sarà quando riusciremo a indagare i posti in cui la Bolla Locale è più vicina ad altre bolle a feedback,” ha concluso. “Cosa succede quando queste bolle interagiscono, e che influenza ha sulla formazione delle stelle e sull’evoluzione delle strutture galattiche nel lungo termine?”