Cosa sono i cluster a stelle?

L'universo è un luogo complicato pieno di cose complicate, dalla micro scala degli atomi alla macro scala degli ammassi di galassie . Da qualche parte sul lato più ampio di quello spettro cadono ammassi stellari, che sono più o meno esattamente ciò che suggerisce il loro nome. Gli ammassi stellari sono gruppi da centinaia a milioni di stelle che forniscono agli astronomi informazioni cruciali sull'evoluzione stellare attraverso il confronto dell'età e della composizione delle stelle.

"Gli ammassi stellari si formano da grandi regioni interstellari di gas e polvere chiamate nubi molecolari", ha detto a This Web.com Aaron M. Geller, astronomo della Northwestern University. Le aree più dense di quelle nubi molecolari collassano su se stesse per formare stelle. In alcuni casi, le stelle si disperdono dopo la loro creazione, ha detto Geller. "Tuttavia, se ci sono abbastanza stelle formate abbastanza vicine tra loro, potrebbero rimanere legate gravitazionalmente e vivere come un ammasso stellare".

Ma gli ammassi stellari non sono galassie , che, in modo confuso, sono anche gruppi di stelle legati gravitazionalmente. "La differenziazione più semplice sarebbe se un gruppo di stelle è legato insieme dalla loro stessa gravità o se è necessario che la materia oscura sia inclusa in quell'ammasso per tenerlo insieme", ha affermato Jason Steffen, assistente professore di fisica e astronomia presso l'Università del Nevada, Las Vegas. Se c'è materia oscura nel mix, allora quel gruppo di stelle è probabilmente una galassia.

Anche le galassie sono generalmente più grandi degli ammassi stellari. "Le galassie sono come le città in cui vivono gli ammassi stellari", ha detto Geller. "Le galassie possono contenere migliaia o più ammassi stellari e molte nubi molecolari e materia oscura, eccetera ".

Un altro fattore che differenzia gli ammassi stellari dalle galassie è che all'interno di ogni ammasso, le stelle hanno all'incirca la stessa età e sono costituite più o meno dagli stessi materiali, dato che si sono formate dalla stessa nuvola molecolare, secondo l' Australia Telescope National Facility (ATNF). Le stelle all'interno di una galassia, d'altra parte, possono essere di una varietà di età e avere una varietà di composizioni, ha detto Steffen. Ecco perché gli ammassi stellari sono così importanti per gli astronomi che stanno studiando l'evoluzione stellare.

"Se hai un ammasso stellare di 100 milioni di anni e poi un ammasso stellare di un miliardo di anni, in pratica hai due istantanee della vita delle stelle", ha detto Steffen. Il confronto dei due "ti aiuta a capire cosa sta succedendo all'interno delle stelle e come si sono evolute nel corso della loro vita", secondo Steffen.

Esistono tre tipi principali di ammassi stellari: ammassi globulari, ammassi aperti e associazioni stellari, ognuno dei quali ha proprietà diverse che forniscono informazioni diverse agli astronomi.

Ammassi globulari

Secondo la European This Web Agency (ESA), l'ammasso globulare NGC 6717 si trova a circa 20.000 anni luce dalla Terra. Questa immagine è stata scattata dall'Hubble This Web Telescope, gestito da ESA e NASA. (Credito immagine: ESA/Hubble e NASA/A. Sarajedini) (si apre in una nuova scheda)

Se visti ad occhio nudo, gli ammassi globulari sembrano deboli macchie di luce contro l'oscurità di Questa Rete. Ma un telescopio rivela la loro vera forma: da migliaia a milioni di stelle formano una forma sferica con un nucleo luminoso e denso.

Le stelle in ammassi globulari si sono formate nei primi giorni dell'universo, circa 10 miliardi di anni fa, secondo l' Harvard e lo Smithsonian Center for Astrophysics , rendendole alcune delle stelle più antiche esistenti. Poiché sono così vecchi, sono " poveri di metalli ", il che significa che mancano degli elementi pesanti che non esistevano nell'universo primordiale. (Questi elementi sarebbero stati creati in seguito dalle supernove .) Poiché gli ammassi globulari hanno poco gas e polvere rimasti, non producono più nuove stelle, secondo l' ATNF .

Gli astronomi hanno scoperto circa 150 ammassi globulari nella Via Lattea. Al contrario, la galassia di Andromeda ne ha circa 400 e la galassia M87 ne ha più di 10.000, secondo l' Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics .

Alcuni degli ammassi globulari più famosi includono Omega Centauri , il più grande ammasso globulare conosciuto nella nostra galassia secondo la NASA , e M13 , uno dei più luminosi. Sebbene Tolomeo individuò Omega Centauri nel II secolo d.C., credette erroneamente che fosse una stella; Edmond Halley in seguito l'ha identificata erroneamente come una nebulosa nel 1677, secondo la NASA . John Herschel determinò correttamente che fosse un ammasso globulare negli anni '30 dell'Ottocento. M13 fu scoperto da Halley nel 1714 e Charles Messier lo aggiunse al suo famoso catalogo nel 1764, sebbene inizialmente credesse che non contenesse affatto stelle.

Cluster aperti

A differenza degli ammassi globulari, gli ammassi aperti, noti anche come ammassi galattici, non hanno una forma distinta; le loro stelle sono vagamente raggruppate insieme in un gruppo amorfo legato gravitazionalmente. Contengono solo centinaia o migliaia di stelle, il che le rende molto meno dense degli ammassi globulari. Gli ammassi aperti sono anche molto più giovani, con il più antico che ha circa un miliardo di anni, secondo l' Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics . In quanto tale, la loro composizione ha una gamma più ampia di elementi.

Queste differenze sono collegate. Tutti gli ammassi stellari perdono stelle nel tempo in un processo chiamato "evaporazione", secondo Geller, e poiché gli ammassi aperti con meno stelle sono legati gravitazionalmente più liberamente, è facile che le loro stelle migrino lontano dal gruppo quando attirate da un altro oggetto, come come una gigantesca nuvola molecolare. Ma questo non è l'unico modo in cui gli ammassi aperti perdono stelle.

"Mentre le stelle orbitano attorno all'ammasso stellare, a volte si avvicinano molto", ha detto Geller. "Spesso durante un incontro gravitazionale ravvicinato, ad esempio uno che coinvolge tre stelle, una stella verrà espulsa dall'incontro a una grande velocità. Se quella velocità è abbastanza grande, la stella lascerà completamente l'ammasso". (Geller ha illustrato questo processo in un video .)

L'ammasso aperto più famoso è quello delle Pleiadi , noto anche come M45 o delle Sette Sorelle. L'ultimo soprannome, tuttavia, è una sorta di depistaggio; l'ammasso ha più di 1.000 stelle, secondo la NASA , anche se solo una manciata delle sue più luminose sono visibili ad occhio nudo. Altri ammassi aperti ben noti includono l' Hyades , che è l'ammasso aperto più vicino alla Terra, e il Double Cluster , che comprende due ammassi affiancati.

The Hubble This Web Telescope ha spiato questo ammasso stellare aperto, chiamato NGC 299, nella costellazione meridionale del Toucana (The Toucan), a circa 200.000 anni luce di distanza. Si trova anche all'interno della Piccola Nube di Magellano, una galassia nana vicino alla Via Lattea. Il telescopio ha creato questa immagine con la sua Advanced Camera for Surveys. (Credito immagine: ESA/Hubble e NASA) (si apre in una nuova scheda)

Associazioni stellari

Sebbene le associazioni stellari siano raggruppate in ammassi stellari, sono piuttosto diverse. "Le associazioni stellari sono gruppi da decine a centinaia di stelle che hanno età e metallicità simili e si muovono più o meno nella stessa direzione all'interno della galassia, ma non sono legate gravitazionalmente", ha detto Geller. Suggerisce che alcune associazioni stellari erano probabilmente un tempo ammassi aperti, ma a causa dell'evaporazione non hanno più il loro legame gravitazionale.

Risorse addizionali

  • Guarda un video di Aaron Geller sulle Pleiadi, l'ammasso aperto più famoso.
  • Guarda alcune delle immagini di ammassi stellari di Hubble This Web Telescope.
  • Scopri il ciclo di vita delle stelle, incluso il ruolo degli ammassi stellari.
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