Cos’è il mezzo interstellare?
In parole povere, il mezzo interstellare è il materiale che riempie lo spazio tra le stelle. Molte persone immaginano lo spazio esterno come un vuoto completo, privo di qualsiasi materiale. Anche se le regioni interstellari sono più prive di materia di qualsiasi vuoto creato artificialmente sulla terra, c’è materia nello spazio. Queste regioni hanno densità molto basse e consistono principalmente di gas (99%) e polvere. In totale, circa il 15% della materia visibile nella Via Lattea è composta da gas interstellare e polvere.
Gas interstellare:
Circa il 99% del mezzo interstellare è composto da gas interstellare, e della sua massa, circa il 75% è sotto forma di idrogeno (sia molecolare che atomico), con il restante 25% come elio. Il gas interstellare consiste in parte di atomi e molecole neutre, così come di particelle cariche, come ioni ed elettroni. Questo gas è estremamente diluito, con una densità media di circa 1 atomo per centimetro cubo. (Per confronto, l’aria che respiriamo ha una densità di circa 30.000.000.000.000.000.000.000 di molecole per centimetro cubo). Anche se il gas interstellare è molto diluito, la quantità di materia si somma sulle grandi distanze tra le stelle. Il gas interstellare si trova tipicamente in due forme:
- Nuvole fredde di idrogeno atomico o molecolare neutro; e
- Idrogeno caldo ionizzato vicino a giovani stelle calde.
Le nubi fredde di idrogeno neutro o molecolare sono il luogo di nascita di nuove stelle se diventano gravitazionalmente instabili e collassano. Le forme neutre e molecolari emettono radiazioni nella banda radio dello spettro elettromagnetico.
L’idrogeno ionizzato è prodotto quando grandi quantità di radiazioni ultraviolette sono rilasciate da stelle calde di nuova formazione. Questa radiazione ionizza le nubi di gas circostanti. La luce visibile viene emessa quando gli elettroni si ricombinano con l’idrogeno ionizzato, che si vede nei bellissimi colori rossi delle nebulose a emissione. Esempi di nebulose ad emissione sono la Nebulosa Trifida o la Nebulosa di Orione (vista in questa fotografia).
Polvere interstellare:
La polvere interstellare non è come la polvere che potresti trovare sotto il tuo letto; è fatta di sostanze molto diverse. Queste particelle di polvere sono estremamente piccole, appena una frazione di micron, che è approssimativamente la lunghezza d’onda delle onde di luce blu. Le particelle hanno una forma irregolare e sono composte da silicati, carbonio, ghiaccio e/o composti di ferro.
Quando la luce di altre stelle passa attraverso la polvere, possono succedere alcune cose. Se la polvere è abbastanza spessa, la luce sarà completamente bloccata, portando a zone scure. Queste nubi scure sono conosciute come nebulose scure. La Nebulosa Testa di Cavallo, vista a sinistra, ne è un esempio.
La luce che passa attraverso una nube di polvere può non essere completamente bloccata, anche se tutte le lunghezze d’onda della luce che la attraversa saranno in qualche modo oscurate. Questo fenomeno è noto come estinzione. L’estinzione è causata dalla luce che viene dispersa dalle particelle di polvere fuori dalla nostra linea di vista, impedendo alla luce di raggiungerci. La quantità di luce che viene attenuata dipende da alcuni fattori, tra cui lo spessore e la densità della nube di polvere, così come la lunghezza d’onda (colore) della luce.
A causa della dimensione delle particelle di polvere, la diffusione della luce blu è favorita. Pertanto, meno luce blu ci raggiunge, il che significa che la luce che ci raggiunge è più rossa di quanto sarebbe stata senza la polvere interstellare. Questo effetto è noto come arrossamento interstellare. (Si noti che non è la stessa cosa del redshift, che è dovuto agli effetti del movimento relativo tra una sorgente di luce e il suo ricevitore). Questo processo è simile a quelli che rendono il sole rosso al tramonto. (Per vedere una spiegazione più matematica dell’estinzione e dell’arrossamento interstellare, visita questo sito). A sua volta, una nube di polvere che è illuminata dalla luce delle stelle, se vista di lato, appare blu, come nel primo piano della “Nebulosa Uovo” vista a destra. Questo è simile al cielo blu che vediamo, che è prodotto dalla luce solare diffusa dall’atmosfera terrestre.
Oltre a passare attraverso, o essere bloccata dal passaggio, la polvere interstellare, la luce può anche essere riflessa dalle nubi di polvere. Questo è visto come una nebulosa a riflessione, come si vede nell’angolo in basso a sinistra dell’immagine della Nebulosa Testa di Cavallo come un punto luminoso. Una nebulosa a riflessione è una regione di gas polveroso che circonda una stella dove la polvere riflette la luce della stella, rendendola visibile a noi. L’immagine a sinistra è stata scattata dal telescopio spaziale Hubble, ed è di NGC 1999, una nebulosa nella costellazione di Orione. (Potete leggere il comunicato stampa che accompagna l’immagine sul sito dell’HST.)
