Le stelle oversize di Hubble

Nove stelle gigantesche, ciascuna con massa superiore a cento volte quella del Sole: le ha individuate all’interno dell’ammasso stellare R136 un team di ricercatori guidato da Paul Crowther dell’Università di Sheffield nel Regno Unito, grazie alle riprese del telescopio spaziale Hubble di Nasa ed ESA.

La regione centrale della nebulosa della Tarantola, nella grande Nube di Magellano. Il giovane ammasso stellare R136 è visibile nella zona in basso a destra dell'immagine. Crediti: NASA, ESA, P Crowther (University of Sheffield)

Questo gruppo di astri rappresenta ad oggi il più ricco campionario di stelle oversize mai scoperto in un colpo solo. R136 si estende per appena qualche anno luce all’interno della Nebulosa Tarantola, che si trova nella Grande Nube di Magellano a circa 170 mila anni luce di distanza da noi. Il giovane ammasso ospita molte stelle eccezionalmente massicce, calde e luminose che in gran parte emettono la loro energia nell’ultravioletto. Per questo motivo gli scienziati hanno puntato verso questo oggetto celeste la Wide Field Camera 3 (WFC3) e lo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) di Hubble che lavorano nella banda di radiazione dei raggi ultravioletti. Le nove super stelle scoperte, insieme ad alcune decine con masse superiori alle 50 volte quella del Sole, vanno a fare da corona a quella, già nota all’interno dell’ammasso, che detiene ancora il record assoluto di massa per un astro: per arrivare a quella che compete ad R136a1 – questa la sua sigla – bisognerebbe disporre della materia di più di 250 volte quella che possiede la nostra stella! Che questi oggetti celesti siano davvero estremi, lo dimostrano anche sotto altri aspetti. La loro luminosità complessiva raggiunge addirittura i trenta milioni di volte quella del Sole, ed altrettanto poderosi sono i venti che emettono dalle loro atmosfere: la massa persa da queste stelle può raggiungere quella di una Terra intera ogni mese, che viene soffiata via a velocità che possono raggiungere un centesimo di quella della luce. Nella foto: la regione centrale della nebulosa della Tarantola, nella grande Nube di Magellano. Il giovane ammasso stellare R136 è visibile nella zona in basso a destra dell’immagine. Crediti: NASA, ESA, P Crowther (University of Sheffield).
di Marco Galliani (INAF)

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Le stelle sorelle di IC 4651

Gli ammassi stellari aperti, come questo che vedete nella foto, sono ottimi soggetti da fotografare. Ma non solo: la maggioranza delle stelle si forma all’interno degli ammassi, e questi possono essere usati dagli astronomi come laboratori per studiare l’evoluzione e la morte delle stelle. L’ammasso qui riprodotto è noto come IC 4651 e le stelle nate al suo interno ora mostrano una grande varietà di caratteristiche. Si trova all’interno della Via Lattea, nella costellazione dell’Altare, a circa 3000 anni luce da noi. L’ammasso ha un’età di circa 1,7 miliardi di anni: praticamente è un ammasso di mezz’età. IC 4651 fu scoperto da Solon Bailey, pioniere dell’installazione di osservatori nelle zone aride ad alta quota nelle Ande, e fu catalogato nel 1896 dall’astronomo danese/irlandese John Louis Emil Dreyer. L’immagine è stata ottenuta dallo strumento WFI (Wide Field Imager): una camera, montata sul telescopio da 2,2 metri dell’MPG/ESO all’Osservatorio di La Silla, che consiste di numerosi rivelatori CCD con un totale di 67 milioni di pixel e può osservare un’area grande come la Luna piena. Lo strumento permette di effettuare osservazioni in luce visibile e nel vicino infrarosso, con più di 40 filtri diversi. Per questa immagine ne sono stati usati solo 3. Si sa che la Via Lattea contiene più di un migliaio di questi ammassi aperti, tanti di questi studiati in dettaglio, e molti di più si suppone che ne esistano. Le osservazioni di ammassi stellari come questi hanno migliorato la nostra conoscenza della formazione ed evoluzione della Via Lattea e delle singole stelle al suo interno. Hanno anche permesso agli astronomi di verificare i loro modelli teorici dell’evoluzione stellare. Le stelle di IC 4651 si sono formate tutte più o meno nello stesso periodo dalla stessa nube di gas. Anche se molte delle stelle qui riprodotte appartengono a IC 4651, la maggior parte delle più brillanti visibili nella foto si trova in realtà tra noi e l’ammasso, mentre la maggior parte di quelle più deboli sono più distanti. Queste stelle sorelle sono legate tra loro in modo molto debole dalla loro attrazione reciproca e da quella del gas che le circonda. Mano a mano che le stelle all’interno dell’ammasso interagiscono tra loro e con le nubi di gas intorno a loro nella galassia, e mano a mano che il gas tra le stelle viene consumato per formare nuove stelle o spazzato via dall’ammasso, la struttura dell’ammasso stesso cambia piano piano. Alla fine, la massa rimanente diventa così piccola che anche le stelle possono sfuggirvi. Osservazioni recenti di IC 4651 hanno mostrato che l’ammasso contiene una massa di 630 volte quella del Sole eppure si pensa che inizialmente contenesse almeno 8300 stelle, con una massa totale pari a circa 5300 volte quella del Sole. Dal momento che questo ammasso è relativamente vecchio, parte di questa massa persa potrebbe essere dovuta al fatto che le stelle più massicce dell’ammasso hanno raggiunto il termine della loro vita e sono esplose come supernove. In gran numero, queste stelle perdute, però, non sono ancora morte, ma si sono semplicemente spostate. Sono state strappate all’ammasso mentre passava vicino a una nube gigante di gas, o hanno avuto un incontro ravvicinato con un ammasso vicino, o si sono semplicemente allontanate lentamente dal gruppo.Una frazione di queste stelle perdute potrebbe essere ancora legata gravitazionalmente all’ammasso e circondarlo a distanza maggiore. Le altre stelle ormai disperse sono migrate lontano dall’ammasso per unirsi ad altri, o si sono semplicemente sistemate altrove nella Via Lattea. Il Sole era probabilmente parte di un ammasso come IC 4651 all’inizio della sua esistenza, finchè è stato separato dalle sue stelle sorelle che si sono sparse per la Galassia.
Redazione Media Inaf

Ammasso Pozzo dei Desideri

NGC 3532 (noto anche come Ammasso Pozzo dei Desideri o con la sigla C 91) è un brillante ammasso aperto situato nella costellazione australe della Carena. Giace in uno dei tratti della Via Lattea più ricchi e luminosi dell’intera volta celeste; può essere osservato solo a sud del Tropico del Cancro, a causa della sua declinazione molto meridionale.

This image of the bright star cluster NGC 3532 was captured by the Wide Field Imager instrument at La Silla Observatory in 2013; some of the stars still shine with a hot bluish color, but many of the more massive ones have become red giants and glow with a rich orange hue. Image credit: ESO / G. Beccari.

Si tratta di un ammasso estremamente ricco, visibile ad occhio nudo come una macchia luminosa allungata in senso est-ovest poco a nordest della brillante Nebulosa della Carena, anche se la notte non è particolarmente buia, come nelle periferie delle città; già un binocolo 10×50 è in grado di risolverlo in una miriade di piccole stelline, distribuite attorno a due punti ben distinti: quello ad ovest, meno ricco e dominato da due stelle di ottava magnitudine, e quello ad est, dominato da una stella doppia di settima. A sud-est è ben visibile la stella di quarta grandezza x Carinae. Attraverso un telescopio amatoriale sono osservabili centinaia di stelle fino alla dodicesima magnitudine, e l’ammasso appare talmente esteso che in oculari di piccolo campo visivo non si riesce a contenere tutto; gli strumenti più adatti pertanto sono binocoli di media potenza o al più un piccolo telescopio. La sua declinazione è fortemente australe e fa sì che quest’ammasso non sia osservabile da molte delle regioni abitate dell’emisfero boreale, come l’Europa e quasi tutto il Nordamerica; da alcune regioni abitate dell’emisfero australe, al contrario, si presenza circumpolare.  Questo oggetto celeste fu notato da Nicolas Louis de Lacaille nel gennaio del 1752, e fu in seguito battezzato con il suggestivo nome di Pozzo dei Desideri, vista la similitudine con le scintillanti monete d’argento che si accumulano sul fondo di un pozzo dei desideri. Tuttavia appare ovvio pensare che un oggetto simile fosse stato osservato in epoche più antiche, data la sua notevole luminosità; inoltre fino all’età classica quest’oggetto si mostrava al di sopra dell’orizzonte mediterraneo, e assunse una posizione più meridionale in seguito, a causa della precessione degli equinozi. Fu in seguito riscoperto da James Dunlop, che lo osservò con suo telescopio dall’emisfero australe, e in seguito da John Herschel, che lo inserì nel suo catalogo. L’ammasso è composto da oltre 670 stelle, la gran parte delle quali sono bianche, di classe spettrale A, ma non mancano stelle di classe F, ossia di colore giallo. La metallicità delle componenti è simile a quella del Sole. NGC 3532 sarebbe distante dal Sole non più di 486 parsec (1584 anni luce), dunque risulterebbe essere lontano dagli altri oggetti di fondo, molto più remoti e giacenti nel Braccio del Sagittario; la sua magnitudine complessiva è pari a 3,0. Le stime sulla sua età attestano un valore sui 300 milioni di anni, il che lo pone a metà via fra le età di M37, di 200 milioni di anni, e dell’ammasso del Presepe, di 400 milioni di anni; la sua massa complessiva è pari a circa 2000 masse solari ed è particolarmente ricco di stelle di classe spettrale A, ossia di stelle bianche. Sono presenti pure un gran numero di stelle doppie, come era stato indicato anche da John Herschel. Lungo la sua linea di vista non sono presenti dense aree di polvere interstellare cosicché la sua osservazione e il suo studio risultino piuttosto facili. Studi volti a riconoscere e a determinare la presenza di nane bianche in alcuni ammassi aperti hanno permesso di individuare quattro possibili membri di quest’ammasso. (This image of the bright star cluster NGC 3532 was captured by the Wide Field Imager instrument at La Silla Observatory in 2013; some of the stars still shine with a hot bluish color, but many of the more massive ones have become red giants and glow with a rich orange hue. Image credit: ESO / G. Beccari*.

Messier 47 è sempre più blu

Le stelle dello spettacolare dell’ammasso stellare Messier 47 sono sempre più blu. La foto è stata ottenuta nell’ambito del programma Gemme Cosmiche con la camera WFI (Wide Field Imager) montata sul telescopio da 2,2 metri dell’MPG/ESO all’Osservatorio dell’ESO di La Silla, in Cile. Questo giovane ammasso aperto presenta brillanti stelle blu, ma contiene anche alcune stelle molto diverse, rosse e giganti. Messier 47 si trova a circa 1600 anni luce dalla Terra, nella costellazione della Poppa (quella della nave mitologica Argo). È stato notato per la prima volta poco prima del 1664 dall’astronomo italiano Giovanni Battista Hodierna e successivamente scoperto indipendetemente da Charles Messier stesso, che sembra non fosse a conoscenza delle osservazioni precedenti di Hodierna. Il colore bianco-blu brillante di queste stelle è un indicazione della loro temperatura, con le stelle più calde che appaiono più blu e le stelle più fredde che appaiono più rosse. La relazione tra colore, luminosità e temperatura si può visualizzare mediante la curva di Planck. Ma lo studio più dettagliato dei colori delle stelle attraverso la spettroscopia racconta agli astronomi molte più cose – tra cui la velocità di rotazione delle stelle e la loro composizione chimica. Ci sono nell’immagine anche alcune stelle rosse e luminose – sono giganti rosse più avanti nel loro breve ciclo di vita rispetto alle più leggere e più longeve stelle blu. La durata della vita di una stella dipende soprattutto dalla sua massa. Le stelle massicce, che contengono molte volte il materiale che compone il Sole, vivono vite brevi, misurate in milioni di anni. Invece le stelle molto meno massicce possono continuare a brillare per molti milardi di anni. In un ammasso, le stelle sono tutte più o meno della stessa età e con la stessa composizione chimica iniziale. Perciò le stelle massicce e brillanti evolvono più in fretta, diventano prima giganti rosse e prima terminano la loro vita, lasciando le stelle meno massicce e più fredde a sopravvivere loro a lungo. Anche se è brillante e facile da vedere, Messier 47 è uno degli ammassi aperti meno densamente popolati: sono visibili solo una cinquantina di stelle in una regione di circa 12 anni luce, a confronto con altri oggetti simili che possono contenere migliaia di stelle. Messier 47 non è sempre stato facile da identificare. Infatti, per anni è stato dato per perso, poichè Messier aveva registrato le coordinate in modo non corretto. L’ammasso fu riscoperto successivamente e ottenne una diversa designazione di catalogo – NGC 2422. La natura dell’errore di Messier e la conclusione definitiva che Messier 47 e NGC 2422 sono lo stesso oggetto sono state stabilite solo nel 1959 dall’astronomo canadese T. F. Morris. Per caso Messier 47 appare in cielo vicino a un altro ammasso stellare molto diverso – Messier 46. Messier 47 è relativamente vicino, a circa 1500 anni luce, ma Messier 46 si trova a circa 5500 anni luce di distanza e contiene molte più stelle, almeno 500. Nonostante contenga molte più stelle, appare significativamente più debole a causa della sua maggiore distanza. Messier 46 potrebbe essere considerato il fratello maggiore di Messier 47, a circa 300 milioni di anni rispetto ai 78 milioni di quest’ultimo. Di conseguenza, molte delle stelle più massicce e brillanti in Messier 46 hanno già trascorso la loro breve vita e non sono più visibili, perciò molte delle delle stelle di questo ammasso più vecchio sono rosse e più fredde.
di Eleonora Ferroni (INAF)
[Clicca QUI per il comunicato stampa dell’ESo in italiano]

L’ESO fotografa il Pozzo dei desideri

Quello che vedete in questa variopinta immagine, realizzata con il telescopio da 2,2 metri dell’MPG/ESO all’Osservatorio dell’ESO a La Silla (in Cile), è l’ammasso stellare luminoso NGC 3532 a circa 1300 anni luce da noi, nella costellazione della Carena.

Il telescopio da 2,2 metri dell'MPG/ESO all'Osservatorio dell'ESO di La Silla in Cile ha ottenuto questa ricca e variopinta veduta del brillante ammasso stellare NGC 3532. Alcune delle sue stelle sono caldissime e blu, ma molte delle più massicce sono divenute giganti rosse e brillano di colore arancione. Crediti: ESO/G. Beccari

È noto in modo informale come l’ammasso del “Pozzo dei Desideri”, poiché ricorda una manciata di monete d’argento lanciate in un pozzo. Viene anche chiamato l’ammasso del “Football” (cioè del Pallone) a causa della sua forma ovale, che può sembrare, per chi è familiare con il gioco, un pallone da rugby. È uno degli ammassi aperti più spettacolari di tutto il cielo. Particolari sono i suoi colori: alcune giovani stelle brillano ancora di un colore caldo e bluastro, ma molte delle più massicce sono diventate giganti rosse e brillano di una ricca tonalità arancio. Le stelle più massicce dell’ammasso originale hanno già trascorso la loro vita breve ma brillante e sono esplose tempo fa come supernove. Altre stelle deboli, numerose ma meno appariscenti, sono le stelle di piccola massa e vita più lunga. NGC 3532 è formato da circa 400 stelle in totale. Questa immagine di NGC 3532 è stata ottenuta con lo strumento WFI (Wide Field Imager) all’Osservatorio dell’ESO a La Silla nel febbraio 2013. Lo sfondo del cielo è una zona della Via Lattea molto ricca di stelle. È visibile anche qualche nube di gas rosso incandescente, così come sottili strisce di polvere che bloccano la vista sulle stelle più distanti. Queste non sono probabilmente collegate all’ammasso stesso, abbastanza vecchio da aver eliminato da tempo tutto il materiale circostante. NGC 3532 molto brillante è visibile facilmente a occhio nudo dall’emisfero australe. È stato scoperto dall’astronomo francese Nicolas Louis de Lacaille osservando dal Sud Africa nel 1752 e catalogato tre anni dopo nel 1755.  NGC 3532 copre un’area di cielo pari a circa il doppio della Luna piena ed stato descritto come un ammasso ricco di binarie da John Herschel, il quale vi osservò “diverse eleganti stelle doppie” durante il suo soggiorno nel sud dell’Africa intorno al 1830. Di importanza storica più recente, NGC 3532 è stata la prima sorgente osservata dal telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA il 20 maggio 1990. Questo raggruppamento di stelle ha circa 300 milioni di anni: è perciò di mezz’età, secondo gli standard degli ammassi aperti. Le stelle di massa molto maggiore del Sole vivono per pochi milioni di anni, il Sole dovrebbe vivere circa 10 miliardi di anni, mentre le stelle di massa più piccola per centinaia di miliardi di anni – molto di più dell’età attuale dell’Universo.
di Eleonora Ferroni (INAF)

Dove nascono i giganti

R136, formalmente conosciuto come RMC 136, è un ammasso che si trova circa nel centro  di 30 Doradus complesso (conosciuta anche come Nebulosa Tarantola ), nella Grande Nube di Magellano . Si tratta di un giovane ammasso stellare, 1-2 milioni di anni, di stelle giganti e supergiganti . Molte delle stelle più luminose sono di tipo spettrale O3.  In aggiunta, ci sono diverse stelle di Wolf-Rayet . R136 produce la maggior parte dell’energia che rende la Nebulosa Tarantola visibile. La massa stimata del cluster è 450.000 masse solari, suggerendo che probabilmente diventerà un ammasso globulare in futuro.  L’ammasso R136 contiene numerosi componenti.  Al suo interno si trovano stelle anomale con volumetrie oltre il limite empirica di 150 masse solari. Ll’ammasso stellare è teorizzato provenire dalla collisione e la fusione delle massicce componenti stellari di stretti sistemi binari , con conseguente formazione di stelle ultramassive.
R136a è stata considerata  come una stella ipergigante di circa 1500 masse solari, 32 milioni di volte più luminosa del Sole, con una temperatura superficiale di 55-60,000 K e circa 50 milioni di miglia di diametro. R136a è risultato poi essere un ammasso denso che contiene, tra le altre cose, dodici stelle molto massicce e luminose nel suo nucleo. Tre stelle estremamente luminose (R136a1, R136a2 e R136a3) dominano il cluster e sono separate da solo 0,10 e 0,48 secondi d’arco. Una delle stelle, R136a1, è la più massiccia stella trovato fino ad oggi con 265 masse solari,  così come la più luminosa (8.700.000 volte la luminosità del Sole).
Hodge 301 è un altro ammasso stellare nella Nebulosa Tarantola. Il cluster e la nebulosa si trovano a circa 168.000 anni luce di distanza (Grande Nube di Magellano) . Hodge 301, insieme con il cluster R136 , è uno dei due grandi ammassi stellari situati nella Nebulosa Tarantola , una regione che ha visto intense esplosioni di formazione stellare nelle ultime decine di milioni di anni. R136 è situato nelle regioni centrali della nebulosa , mentre Hodge 301 si trova a circa 150 anni luce di distanza, a nord-ovest.  Hodge 301 è stata costituita nella fase iniziale della attuale ondata di formazione stellare, con un’età stimata  fra i 20 e i 25 milioni di anni. E’ circa dieci volte più grande di R136. Si stima che almeno 40 stelle al suo interno sono esplose come supernovae , dando luogo a movimenti di gas violenti all’interno della circostante nebulosa e l’emissione di raggi x . Ciò contrasta con la situazione intorno a R136, che è abbastanza giovane che nessuna delle sue stelle sono ancora esplose come supernovae; invece, le stelle di R136 emettono forti venti stellari , che si scontrano con i gas circostanti.

Ammasso aperto di anatre selvatiche

Messier 11 è un ammasso aperto, noto anche come NGC 6705 o Ammasso dell’Anitra Selvatica, a volte indicato come ammasso galattico. Si trova a circa 6000 anni luce dalla Terra nella costellazione dello Scudo. Scoperto dall’astronomo tedesco Gottfried Kirch nel 1681 dall’Osservatorio di Berlino, appariva come una macchia indistinta al telescopio. Fu solo nel 1733 che per la prima volta la macchia fu risolta in stelle distinte dal reverendo William Derham in Inghilterra, mentre Charles Messier lo incluse nel suo famoso catalogo nel 1764. Studiare un ammasso aperto è un ottimo modo per verificare le teorie di evoluzione stellare, poiché le stelle si formano tutte dalla stessa nube di gas e polvere e perciò sono molto simili tra di loro – hanno più o meno tutte la stessa età, la stessa composizione chimica e la stessa distanza dalla Terra. Tuttavia, ogni stella nell’ammasso ha una massa diversa e le stelle più massicce evolvono più rapidamente delle loro compagne di massa più piccola perchè consumano l’idrogeno più rapidamente. In questo modo si possono confrontare direttamente i diversi stadi evolutivi all’interno dello stesso ammasso: per esempio, è vero che una stella di 10 milioni di anni con una massa pari a quella del Sole evolve in modo diverso da un’altra stella della stessa età ma di massa pari alla metà? In questo senso, gli ammassi aperti sono ciò che gli astronomi possiedono di più vicino alle “condizioni di laboratorio”. Gli ammassi aperti si trovano di solito nei bracci delle galassie a spirale o nelle regioni più dense delle galassie irregolari, dove è ancora attiva la formazione stellare. Messier 11 è uno dei più ricchi e compatti ammassi aperti: misura circa 20 anni luce di diametro e ospita quasi 3000 stelle. Gli ammassi aperti sono diversi dagli ammassi globulari, che tendono a essere molto densi, legati strettamente dalla forza gravità, e contengono centinaia di migliaia di stelle molto vecchie – alcune vecchie quasi quanto l’Universo stesso. Poiché le stelle di un ammasso aperto sono legate le une alle altre in modo molto debole, le singole stelle possono essere facilmente espulse dal gruppo principale a causa degli effetti della gravità degli oggetti celesti vicini. NGC6705 ha almeno 250 milioni di anni e perciò tra alcuni milioni di anni probabilmente la formazione delle Anatre selvatiche si disperderà e l’ammasso si spezzerà e si mescolerà con l’ambiente circostante.
Redazione Media Inaf

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