ALMA rivoluziona l’osservazione di R Leporis

L'emissione a onde submillimetriche dalla superficie stellare è mostrata in arancione, mentre le emissioni del maser di cianuro di idrogeno a 891 GHz sono mostrate in blu. Le osservazioni mostrano che una struttura gassosa a forma di anello circonda la stella e che il gas dalla stella sta sfuggendo allo spazio circostante.

Il cianuro di idrogeno visto da ALMA (in blu) intorno alla stella R Leporis (in arancione). (Y. Asaki – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

Gli astronomi e gli ingegneri dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hanno recentemente ottenuto una risoluzione senza precedenti nell’osservazione della stella invecchiata R Leporis. Utilizzando una configurazione delle antenne che si estendeva per 16 chilometri e la frequenza più alta del ricevitore, sono stati in grado di vedere caratteristiche distanti 5 milli-arcsecondi, migliorando di 15 volte le osservazioni precedenti dello stesso oggetto. Questo risultato è stato ottenuto grazie anche a un nuovo metodo di calibrazione. Le osservazioni hanno fornito il quadro più dettagliato finora del maser intorno a R Leporis, che è un tipo di laser specifico per l’emissione di microonde. In particolare, è stato osservato l’emissione di cianuro di idrogeno presente in una nube che circonda la stella. Questo risultato rappresenta un importante passo avanti nella nostra comprensione dell’Universo e dimostra l’impegno di ALMA per l’innovazione e la scoperta astronomica. Le nuove informazioni ottenute includono anche lo studio del movimento del gas intorno a R Leporis, grazie all’analisi dello spostamento Doppler dell’emissione del maser. Questo successo dimostra la fattibilità tecnica e il potenziale scientifico delle osservazioni ad alta frequenza su basi più lunghe di ALMA. R Leporis si trova a 1.350 anni luce di distanza ed è una stella variabile ben nota. I progressi tecnici su ALMA e i risultati sullo studio di R Leporis sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal.

In questo cosiddetto metodo banda-banda, le fluttuazioni atmosferiche vengono compensate osservando un calibratore vicino nelle onde radio a bassa frequenza, mentre il bersaglio viene osservato con onde radio ad alta frequenza. L'immagine in alto a destra mostra l'immagine ALMA di R Leporis che ha raggiunto la risoluzione più alta di 5 milli-arcsecondi. L'emissione a onde submillimetriche dalla superficie stellare è mostrata in arancione e le emissioni del maser di cianuro di idrogeno a 891 GHz sono mostrate in blu. L'immagine in alto a sinistra mostra una precedente osservazione della stessa stella utilizzando una diversa configurazione di array con una distanza minore tra le antenne e senza il metodo banda-banda, con una risoluzione di 75 milli-arcsec. La risoluzione precedente è troppo grossolana per specificare le posizioni di ciascuna delle due componenti di emissione.

Una vista schematica di come l’utilizzo di un calibratore per calcolare la fluttuazione atmosferica consente al team di migliorare notevolmente la risoluzione. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Y. Asaki et al.))

Questa animazione ad alta risoluzione cattura la radiazione a onde submillimetriche della stella in una tavolozza di colori caldi, illustrando l'attività vigorosa negli strati esterni della stella. Le tonalità più fredde mappano la danza intricata dei maser di cianuro di idrogeno (HCN) rilevati nella banda 10 di ALMA a una frequenza impressionante di 891 GHz. L'animazione mostra diverse parti del gas HCN in movimento a diverse velocità radiali. Il colore della velocità indica la direzione in cui si sta muovendo: lo spostamento verso il rosso (velocità positiva) significa che il gas si sta allontanando, mentre lo spostamento verso il blu (velocità negativa) significa che si sta avvicinando.

L’animazione mostra il movimento del cianuro di idrogeno intorno alla stella R Leporis (Y. Asaki & N. Lira – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

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