L’azione dei raggi cosmici nella nebulosa Barnard 68

 Ufficio Comunicazione - Alessio Coppola | 4 febbraio 2026

Per la prima volta è stata misurata in modo diretto l’azione dei raggi cosmici all’interno di una nebulosa di formazione stellare. Il risultato è stato ottenuto da un team guidato dal Technion (Israel Institute of Technology) tramite le osservazioni del telescopio spaziale James Webb (Jwst), puntato verso la nebulosa oscura Barnard 68, a circa 400 anni luce dalla Terra. Questa misura permetterà di mappare le proprietà dei raggi cosmici nello spazio, facendo luce sui processi di formazione stellare nella nostra galassia.

Lo studio “Direct detection of cosmic-ray-excited H₂ in interstellar space” pubblicato su Nature Astronomy, con un’analisi complementare (“JWST Observations of Cosmic-Ray-excited H₂ in Barnard 68: Spatial Variations and Constraints on Cosmic-Ray Attenuation”) uscita su The Astrophysical Journal, vede tra gli autori Marco Padovani di INAF Arcetri.

I raggi cosmici hanno un’influenza decisiva sul processo di formazione stellare; possono penetrare in profondità all’interno di una nebulosa e riscaldarne il gas, ritardando così il collasso e la nascita di una stella. Inoltre, la ionizzazione indotta dai raggi cosmici svolge un ruolo chiave nella chimica delle nebulose ed è coinvolta nella formazione di molecole come l’acqua, l’ammoniaca, il metanolo e altre.

Tramite l’analisi dei dati di Jwst, questi studi hanno verificato due predizioni teoriche, sottolinea Marco Padovani: «Avevamo già previsto in un paio di lavori precedenti che il James Webb sarebbe riuscito a vedere l’emissione nel vicino infrarosso dovuta ai raggi cosmici che eccitano l’idrogeno molecolare. Ora, con il nuovo articolo su Nature Astronomy, abbiamo ottenuto una prova inequivocabile di questa predizione».

«È stato poi possibile osservare, come riportato nell’articolo pubblicato su The Astrophysical Journal, come varia l’emissione nel vicino infrarosso attraverso tutto il nucleo prestellare Barnard 68. In particolare, si è visto che tale emissione diventa sempre più debole andando verso il centro, dove la densità è più alta, il che significa che i raggi cosmici vengono attenuati mentre si propagano dentro le nubi. E questo fatto lo avevamo previsto io, Daniele Galli e Al Glassgold in uno studio del 2009».

Dopo le recenti ricerche, le nebulose potrebbero essere utilizzate come enormi rivelatori naturali di particelle, aprendo la strada al primo studio sistematico di come i raggi cosmici si propagano nelle galassie e di come regolano il processo di formazione stellare.

Barnard 68 è la nube oscura che si trova a destra della Nebulosa Serpente. Nell’immagine si vedono altre nubi oscure del catalogo Barnard. Crediti: Legacy Surveys / D.Lang (Perimeter Institute) & Meli Thev / Wikimedia

Per approfondire:

- Paper su Nature Astronomy: “Direct detection of cosmic-ray-excited H₂ in interstellar space”

- Paper su The Astrophysical Journal: "JWST Observations of Cosmic-Ray-excited H₂ in Barnard 68: Spatial Variations and Constraints on Cosmic-Ray Attenuation”

- Media INAF “Raggi cosmici nell’occhio di Webb”