I margini esterni della Via Lattea stanno diventando visibili grazie al JWST. Gli astronomi hanno puntato il potente telescopio spaziale verso una regione distante più di 58.000 anni luce, chiamata Estrema Galassia Esterna (EOG). Hanno scoperto ammassi di stelle che mostrano tassi di formazione stellare estremamente elevati.

L’EOG della Via Lattea è definita come la parte della galassia con un raggio galactocentrico di 18 kpc. Questo si traduce in quasi 59.000 anni luce, mentre per confronto, il nostro Sistema Solare si trova a circa 26.000 anni luce dal centro galattico.
Un team di astronomi ha utilizzato il potente NIRCam (Near-Infrared Camera) e il MIRI (Mid-Infrared Instrument) del JWST per esaminare la formazione stellare in due regioni specifiche dell’EOG. Queste sono nubi molecolari chiamate Digel Cloud 1 e Digel Cloud 2, nomi derivati dall’astronomo Seth Digel, che le ha scoperte nel 1994.
L’ambiente nell’EOG è diverso da quello del nostro Sistema Solare; la loro metallicità e densità di gas sono significativamente inferiori. La metallicità e la densità di gas svolgono ruoli fondamentali nell’evoluzione dei sistemi solari e nella formazione dei pianeti. Il JWST offre agli astronomi l’opportunità di esaminare la formazione stellare nell’EOG con lo stesso livello di dettaglio che possono ottenere più vicino a casa.
Il potere di osservazione supremo del JWST ha consentito ai ricercatori di esaminare le regioni rilevando strutture nebulose, protostelle estremamente giovani e getti di flusso. I loro risultati sono pubblicati in una ricerca nell’Astronomical Journal intitolata “Risultati generali delle osservazioni del JWST sugli ammassi di formazione stellare nell’Estrema Galassia Esterna.”
“Ciò che mi ha affascinato e stupito dai dati di Webb è che ci sono più getti che si sprigionano in tutte le direzioni da questo ammasso di stelle,” ha detto Mike Ressler, del Jet Propulsion Laboratory della NASA.

“In passato, conoscevamo queste regioni di formazione stellare, ma non eravamo in grado di approfondire le loro proprietà,” ha dichiarato Izumi. “I dati di Webb si basano su ciò che abbiamo raccolto gradualmente nel corso degli anni con osservazioni precedenti effettuate con diversi telescopi e osservatori. Possiamo ottenere immagini molto potenti e impressionanti di queste nubi con Webb. Nel caso di Digel Cloud 2, non mi aspettavo di vedere una formazione stellare così attiva e getti spettacolari.”
Gli astronomi avevano già osservato la regione con il telescopio Subaru da 8,2 metri all’Osservatorio Mauna Kea alle Hawaii. Nel 2008, alcuni degli stessi astronomi utilizzarono il Subaru per osservare la formazione stellare negli ammassi in Digel Cloud 2S. In quella ricerca, gli autori affermarono che gli ammassi di formazione stellare erano probabilmente stati innescati dalla stessa supernova.
Questa è un’immagine di Digel Cloud 2-S catturata con il telescopio Subaru. Se c’era qualche dubbio su quanto il JWST fosse un miglioramento rispetto ai telescopi precedenti, questa immagine lo dissolve. Crediti immagine: Yasui et al. 2008.

Tuttavia, il NIR del Webb è da 10 a 80 volte più sensibile rispetto al Subaru. “Di conseguenza, il limite di rilevamento della massa raggiunge circa 0.01–0.05 masse solari, che è circa 10 volte migliore rispetto alle osservazioni precedenti,” spiegano i ricercatori nel loro lavoro.
Questa è Digel Cloud 2S, dove si è formato un brillante ammasso di stelle giovani. Le frecce bianche mostrano getti estesi emessi da alcune delle stelle. In alto a destra dell’ammasso si trova un altro sottogruppo più piccolo. Gli astronomi sospettavano che fosse lì in osservazioni precedenti, e ora il JWST lo ha confermato. Le strutture rosse sono strutture gassose e nebulose plasmatasi e modulate dalla potente radiazione proveniente dalle giovani stelle. Il JWST ha catturato lunghezze d’onda invisibili nel vicino e medio infrarosso che sono state tradotte in luce visibile. Crediti immagine: NASA, ESA, CSA, STScI, M. Ressler (NASA-JPL)
“Dallo studio di altre regioni di formazione stellare vicine, sappiamo che mentre le stelle si formano durante la loro fase di vita iniziale, iniziano a emettere getti di materiale nei loro poli,” ha affermato Mike Ressler, secondo autore dello studio. Ressler proviene dal Jet Propulsion Laboratory della NASA ed è il ricercatore principale del programma di osservazione. “Ciò che mi ha affascinato e stupito dai dati di Webb è che ci sono più getti che si sprigionano in tutte le direzioni da questo ammasso di stelle. È un po’ come un petardo, dove vedi cose che sparano da una parte e dall’altra.”
Questa immagine della ricerca fornisce il contesto generale delle nuvole Digel in coordinate galattiche. La formazione stellare in Cloud 2N è stata probabilmente innescata da un enorme residuo di supernova vicina, secondo gli autori. Izumi et al. 2024.
Gli astronomi hanno osservato strutture nebulose sia dentro che intorno a tutti gli ammassi principali. “In particolare, sono identificate strutture nebulose distinte all’interno di Cloud 2N e 2S,” scrivono. In Cloud 2N, le strutture nebulose sono simili a scogliere e pilastri e somigliano a quelle trovate in regioni di formazione stellare più vicine, come nelle celebri immagini ‘Costa Cosmica‘ e ‘Pilastri della Creazione‘ del JWST.
Queste immagini delle strutture nebulose in Cloud 2N mostrano la potenza del JWST nel risolvere i dettagli rispetto al telescopio IR Spitzer. Le caratteristiche nelle strutture sono simili a quelle trovate in regioni di formazione stellare più vicine a noi. Crediti immagine: Izumi et al. 2024.
Queste caratteristiche sono probabilmente causate da intensa radiazione ultravioletta emessa dalla vicina stella di tipo B, MR 1, vicino alla struttura principale di Cloud 2N.
Questa immagine della ricerca mostra HI (idrogeno atomico neutro) vicino a Digel Cloud 2. La stella MR1 è etichettata nell’immagine. La sua potente radiazione UV è probabilmente responsabile della modellatura di alcune delle scogliere e dei pilastri nebulosi. Crediti immagine: Izumi et al. 2024.
Questa ricerca fornisce una panoramica dello sforzo di osservazione del JWST nell’EOG e nelle nuvole Digel. Gli autori affermano che è solo un punto di partenza, e c’è molto altro da scoprire. Vogliono determinare l’abbondanza relativa di stelle di diverse masse nell’EOG e capire come i diversi ambienti plasmino tale abbondanza.
“Sono interessato a continuare a studiare come avviene la formazione stellare in queste regioni. Combinando i dati provenienti da diversi osservatori e telescopi, possiamo esaminare ogni fase nel processo evolutivo,” ha dichiarato Izumi. “Abbiamo anche intenzione di indagare su dischi circumstellari all’interno dell’Estrema Galassia Esterna. Ancora non sappiamo perché la loro vita sia più breve rispetto a quelle delle regioni di formazione stellare molto più vicine a noi. E naturalmente, mi piacerebbe comprendere la cinematica dei getti che abbiamo rilevato in Cloud 2S.”