L'ABC dell'Universo

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Come facciamo a capire che nel cosmo esistono granelli di polvere?
L'esistenza della polvere cosmica viene derivata da numerose evidenze osservative. Quando la luce emessa da una stella attraversa una nube di gas e polveri, queste interagiscono con la radiazione, determinando sostanzialmente tre tipi di effetti:

Assorbimento interstellare: la luce stellare viene assorbita dalle particelle di polvere, con una conseguente diminuzione del flusso luminoso;
Diffusione (Scattering) interstellare: la luce viene diffusa dalla presena della polvere, cambiando quindi direzione di propagazione. Anche in questo caso si osserva una diminuzione di flusso lungo la linea di vista;
Emissione interstellare: l'energia assorbita riscalda i granelli che quindi riemettono radiazione termica. L'effetto netto è quindi un aumento del flusso luminoso.

Assorbimento e Diffusione vengono comunemente associati in un unico fenomeno, detto Estinzione interstellare. Estinzione ed emissione sono fenomeni "selettivi": l'estinzione è particolarmente efficiente nell'UV e nel blu; l'emissione invece nell'infrarosso (soprattutto nell'IR lontano).

Quindi ci si aspetta che le zone più buie della Galassia (cioè più estinte dalla polvere) siano anche le più brillanti nel lontano infrarosso (ri-emissione termica della stessa polvere che ha assorbito la luce). Ed in effetti così si osserva.

Nell'immagine a fianco, Barnard 68, una delle più famose regioni di estinzione da polvere, nella costellazione di Ofiuco. [Credit: FORS Team, 8.2-meter VLT Antu, ESO]

I grani di polvere, benché costituiscano una minima frazione della massa totale di tutto il mezzo interstellare, hanno un ruolo fondamentale nell'evoluzione e nella dinamica della Galassia. I grani di polvere infatti sono efficienti siti di formazione molecolare (in particolare sono responsabili per la presenza di praticamente tutto l'idrogeno interstellare), elementi imprescindibili per l'evoluzione chimica della Galassia; la polarizzazione dei grani di polvere interstellare aiuta a capire e a tracciare i campi magnetici galattici; giocano un ruolo essenziale nel bilancio termico del mezzo interstellare; infine, la formazione di sistemi planetari probabilmente inizia con la coagulazione di grani nel disco protostellare per portare ai planetesimali e infine ai pianeti.

I grani di polvere interstellare hanno dimensioni tipiche dell'ordine dei micron, strutture porose, e composizione basata su carbonio in forma di grafite o carbonio amorfo idrogenato e silicati. Sono spesso circondati da ghiacchi.

L'immagine mostra uno scan al microscopio elettronico di una particella di polvere interplanetaria, che mostra una composizione di condrite porosa.

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