Un racconto di tre città celesti

Utilizzando nuove osservazioni effettuate con il telescopio per survey del VLT dell'ESO, alcuni astronomi hanno scoperto tre diverse popolazioni di stelle neonate all'interno dell'Ammasso della Nebulosa di Orione. Questa scoperta inaspettata migliora notevolemente la nostra comprensione di come si formano questi ammassi. Suggerisce infatti che la formazione stellare possa avvenire per impulsi successivi, in cui ogni stadio di formazione stellare si sviluppa su una scala temporale molto più breve di quanto si pensasse.

OmegaCAM - la camera ottica a grande campo installata sul VST (VLT Survey Telescope) dell'ESO - ha catturato la spettacolare Nebulosa di Orione e il suo ammasso di giovani stelle in gran dettaglio, producendo una bellissima immagine. Questo oggetto, a una distanza di circa 1350 anni luce, è una delle incubatrici stellari più vicine a noi, sia per quanto riguarda la stelle di bassa massa che quelle di grande massa [1].

Ma il risultato è ben più di una bella fotografia. Un gruppo di ricercatori, guidati da Giacomo Beccari, astronomo dell'ESO, ha sfruttato i dati di qualità insuperata per misurare con precisione la luminosità e i colori di tutte le stelle dell'Ammasso della Nebulosa di Orione. Queste misure hanno permesso agli astronomi di determinare la massa e le età delle stelle. Con loro stupore, i dati hanno mostrato tre diverse sequenze di età, potenzialmente diverse.

"Guardando i dati per la prima volta abbiamo vissuto uno di quei momenti 'Wow!', che accadono solo una o due volte nella vita di un astronomo", spiega Beccari, primo autore dell'articolo che descrive i risultati. "La qualità impressionante delle immagini di OmegaCAM rivela senza dubbio che stiamo vedendo tre diverse popolazioni di stelle nella zona centrale di Orione."

Monika Petr-Gotzens, sempre dell'ESO a Garching e coautrice dell'articolo, aggiunge: "Questo è un risultato molto significativo. Ciò che vediamo è che le stelle di un ammasso non si sono formate per nulla simultaneamente. Ciò può significare che la nostra comprensione di come le stelle si formano negli ammassi ha bisogno di una revisione."

Gli astronomi hanno cercato attentamente di capire se ci fosse la possibilità che, invece di indicare diverse età, le diverse distribuzioni di luminosità e colore di alcune delle stelle fossero dovute a una compagna nascosta, che renderebbe le stelle più luminose e più rosse che nella realtà. Ma questa idea implicherebbe proprietà alquanto inusuali delle coppie di stelle, proprietà mai osservate prima. Anche altre proprietà misurate per le stelle, come la velocità di rotazione e gli spettri, indicano che devono avere età diverse [2].

"Anche se non possiamo ancora escludere formalmente la possibilità che le stelle siano binarie, sembra più naturale accettare che stiamo vedendo tre diverse generazioni di stelle che si sono formate in successione, in meno di tre milioni di anni", conclude Beccari.

I nuovi risultati suggeriscono che la formazione stellare nell'Ammasso della Nebulosa di Orione proceda a scatti, e più velocemente di quanto si pensasse.

[1] La Nebulosa di Orione è stata studiata da molti telescopi dell'ESO. Per esempio, sono state ottenute immagini in luce visibile dal telescopio da 2,2 metri dell'MPG/ESO (eso1103) e immagini infrarosse di VISTA (eso1701) e HAWK-I montato sul VLT (Very Large Telescope) dell'ESO (eso1625).

[2] L'equipe ha anche trovato che ciascuna delle diverse generazioni di stelle ruota a velocità diverse - le stelle più giovani più velocemente, mentre le stelle più vecchie più lentamente. In questo scenario, le stelle si sarebbero formate in rapida successione, con un tempo scala di circa tre milioni di anni.

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo  “A Tale of Three Cities: OmegaCAM discovers multiple sequences in the color­ magnitude diagram of the Orion Nebula Cluster,” di G. Beccari e colleghi, che verrà pubblicato dalla rivista Astronomy & Astrophysics.

L'equipe è composta da G. Beccari, M.G. Petr-Gotzens e H.M.J. Boffin (ESO, Garching bei München, Germania), M. Romaniello (ESO; Excellence Cluster Universe, Garching bei München, Germania), D. Fedele (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italia), G. Carraro (Dipartimento di Fisica e Astronomia Galileo Galilei, Padova, Italia), G. De Marchi (Science Support Office, European Space Research and Technology Centre (ESA/ESTEC), Paesi Bassi), W.J. de Wit (ESO, Santiago, Cile), J.E. Drew (School of Physics, University of Hertfordshire, Regno Unito), V.M. Kalari (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Cile), C.F. Manara (ESA/ESTEC), E.L. Martin (Centro de Astrobiologia (CSIC-INTA), Madrid, Spagna), S. Mieske (ESO, Cile), N. Panagia (Space Telescope Science Institute, USA); L. Testi (ESO, Garching); J.S. Vink (Armagh Observatory, Regno Unito); J.R. Walsh (ESO, Garching); e N.J. Wright (School of Physics, University of Hertfordshire; Astrophysics Group, Keele University, Regno Unito).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella #ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'Extremely Large Telescope o ELT (significa Telescopio Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: #eso Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.