Cosa c’è nello spazio tra le stelle?

Leggi di astronomia abbastanza a lungo e sentirai il termine “mezzo interstellare” usato. È proprio quello che sembra: la roba che esiste nello spazio tra le stelle. La definizione corretta è “materia che esiste nello spazio tra i sistemi stellari di una galassia”. 

Spesso pensiamo allo spazio come “vuoto”, ma in realtà è pieno di materiale. Cosa c’è qui? Gli astronomi rilevano regolarmente gas e polvere là fuori che fluttuano tra le stelle, e ci sono raggi cosmici che sfrecciano attraverso le loro sorgenti (spesso in esplosioni di supernova). Vicino alle stelle, il mezzo interstellare è influenzato dal campo magnetico e dai venti stellari e, naturalmente, dalla morte delle stelle.

Diamo uno sguardo da vicino alla “roba” dello spazio. 

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Non è tutto solo spazio vuoto là fuori

Le parti più vuote del mezzo interstellare (o ISM) sono fresche e tenui. In alcune regioni, gli elementi esistono solo in forma molecolare e non tante molecole per centimetro quadrato come si troverebbero nelle regioni più spesse. L’aria che respiri contiene più molecole di quante ne abbiano queste regioni.

Gli elementi più abbondanti nell’ISM sono l’idrogeno e l’elio. Costituiscono circa il 98 percento della massa dell’ISM; il resto della “roba” trovata è costituito da elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio. Questo include tutti i materiali come calcio, ossigeno, azoto, carbonio e gli altri “metalli” (quelli che gli astronomi chiamano elementi dietro l’idrogeno e l’elio). 

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Da dove viene il materiale nell’ISM?

L’idrogeno e l’elio e alcune piccole quantità di litio sono stati creati nel Big Bang, l’evento formativo dell’universo e la materia delle stelle (a cominciare dalle primissime). Il resto degli elementi è stato cucinato all’interno di stelle o creato in esplosioni di supernova. Tutto quel materiale si diffonde nello spazio, formando nuvole di gas e polvere chiamate nebulose. Quelle nuvole sono variamente riscaldate dalle stelle vicine, spazzate da onde d’urto da esplosioni stellari vicine e lacerate o distrutte dalle stelle appena nate. Sono collegati a campi magnetici deboli e in alcuni punti l’ISM può essere piuttosto turbolento. 

Le stelle nascono tra le nuvole di gas e polvere e “mangiano” il materiale dei loro nidi di starbirth. Quindi vivono le loro vite e quando muoiono, inviano i materiali che hanno “preparato” nello spazio per arricchire ulteriormente l’ISM. Quindi, le star sono i principali contributori alla “roba” dell’ISM. 

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Dove inizia l’ISM?

Nel nostro sistema solare, i pianeti orbitano in quello che viene chiamato il “mezzo interplanetario”, che è esso stesso definito dall’estensione del vento solare (il flusso di particelle energetiche e magnetizzate che fluiscono dal Sole). 

Il “limite” dove il vento solare si esaurisce è chiamato “eliopausa”, e oltre questo inizia l’ISM. Pensa al nostro Sole e ai pianeti che vivono all’interno di una “bolla” di spazio protetto tra le stelle. 

Gli astronomi sospettavano che l’ISM esistesse molto prima che potessero effettivamente studiarlo con strumenti moderni. Il serio studio dell’ISM iniziò all’inizio del 1900 e, man mano che gli astronomi perfezionavano i loro telescopi e strumenti, furono in grado di apprendere di più sugli elementi che esistono lì. Gli studi moderni consentono loro di utilizzare stelle lontane come un modo per sondare l’ISM studiando la luce delle stelle mentre passa attraverso le nuvole interstellari di gas e polvere. Questo non è molto diverso dall’usare la luce di quasar distanti per sondare la struttura di altre galassie. In questo modo, hanno capito che il nostro sistema solare sta viaggiando attraverso una regione dello spazio chiamata “Local Interstellar Cloud” che si estende per circa 30 anni luce di spazio. Mentre studiano questa nuvola usando la luce delle stelle al di fuori della nuvola, gli astronomi stanno imparando di più sulle strutture nell’ISM sia nelle nostre vicinanze che oltre.