Scoperte nuove strutture nel nostro vicinato stellare

Rivisitando i dati raccolti dalla missione europea Hipparcos tra il 1989 e il 1993 con nuovi e più avanzati strumenti, gli astronomi hanno creato una mappa tridimensionale della distribuzione della materia nel nostro vicinato stellare, scoprendo nuove popolazioni di oggetti, svelando l'origine delle stelle nella costellazione di Orione e mettendo in dubbio una serie di conoscenze che davamo per scontate da decenni.

La mappa tridimensionale del nostro vicinato celeste è stata realizzata a partire dai dati raccolti dal satellite Hipparcos sulle stelle di classe spettrale O e B, stelle calde e massicce che vivono solamente qualche decina di milioni di anni. Studiare la distribuzione di questi astri può fornirci preziosi indizi sulle strutture cosmiche che ci circondano. Tuttavia, gli studi precedenti si erano limitati a mappare le concentrazioni di queste stelle usando proiezioni bidimensionali, ossia misurando la posizione e la velocità delle stelle e, basandosi solamente su questi due parametri, raggruppandole in ammassi e associazioni.

"I dati in due dimensioni ci hanno permesso di identificare e classificare numerosi gruppi stellari e hanno profondamente cambiato la nostra conoscenza del vicinato solare," spiega Hervé Bouy del CSIC-INTA. "Ma ci sono anche numerosi inconvenienti. Le proiezioni in 2D non sono in grado di descrivere tutte le caratteristiche dello spazio tridimensionale e applicarle su modelli di distribuzione stellare può portare alla comparsa di strutture artificiali e alla perdita di strutture reali." Ad esempio, nel metodo delle proiezioni bidimensionali, il moto di due stelle in un sistema binario potrebbe interferire con i dati e portare gli astronomi a ignorare del tutto un potenziale gruppo compatto. Non a caso, non appena gli scienziati hanno incominciato a rivisitare i dati di Hipparcos con strumenti di visualizzazione tridimensionale, hanno scoperto una serie di strutture che erano passate del tutto inosservate in 25 anni di analisi bidimensionali.
"Le nostre analisi mostrano quanto sia diversa l'architettura del vicinato solare quando mappata in tre dimensioni," spiega Joao Alves dell'Università di Vienna. "Abbiamo prodotto una visualizzazione 3D di tutte le stelle di tipo O e B studiate da Hipparcos entro 1500 anni luce dal Sole, e nel farlo abbiamo trovato le prove di nuove strutture nella distribuzione delle stelle e nuove e sorprendenti teorie su come queste si siano formate."
Gli scienziati hanno scoperto che il vicinato solare è dominato da tre importanti strutture galattiche formate da densi ammassi e associazioni di giovani stelle blu di classe spettrale O e B. La prima di queste strutture si estende dalla costellazione dello Scorpione a quella del Cane Maggiore, coprendo oltre 1100 anni luce e almeno 65 milioni di anni di formazione stellare. La seconda, situata nella costellazione delle Vele, misura circa 500 anni luce e copre 30 milioni di anni di storia. La terza struttura, la più interessante, è situata nella costellazione di Orione.

In rosa, la Cintura di Gould. Al centro, il Sole. Clicca qui per esplorare il modello 3D interattivo.

L'origine delle cinque stelle blu supergiganti che definiscono il corpo e la cintura di Orione è sempre stata avvolta dal mistero. Le stelle si trovano tra 250 e 800 anni luce dalla Terra, il che, apparentemente, trancerebbe qualunque possibile collegamento con la regione di formazione stellare della Nebulosa di Orione, a 1300 anni luce dalla Terra. Tuttavia, la scoperta del terzo flusso suggerisce che queste popolazioni siano in realtà collegate da una massiccia struttura galattica, lunga oltre 1000 anni luce.
"Un risultato interessante da questo studio riguarda Betelgeuse, la gigante rossa nel braccio di Orione," prosegue Bouy. "L'origine di questa stella è sempre stata un mistero, ma grazie a questo studio abbiamo fatto luce su una nuova associazione OB chiamata Taurion che riteniamo sia il luogo di nascita di Betelgeuse e contenga le sue stelle sorelle."
Ma il nuovo modello tridimensionale non ha solo svelato nuove strutture. Nel diciannovesimo secolo, il britannico John Herschel e l'americano Benjamin Gould identificarono un anello parziale di stelle di tipo O e B lungo oltre 3000 anni luce nella Via Lattea. Questo fiume di stelle è oggi conosciuto come Cintura di Gould. Clamorosamente, questa struttura non trova riscontro nel modello tridimensionale: secondo i ricercatori, la Cintura di Gould potrebbe essere solo un'illusione prodotta dai metodi bidimensionali impiegati in passato per sondare la struttura della Via Lattea.
"La Cintura di Gould è l'esempio perfetto di come le proiezioni in 2D possano trarre in inganno gli astronomi," spiega Alves. "I nostri risultati implicano che sia solo un effetto prodotto dalla posizione del Sole tra due flussi di stelle."
"Questi risultati mostrano ciò che la visualizzazione 3D può fornire," spiega Jos de Bruijne dell'Agenzia Spaziale Europea.
Il successore di Hipparcos, la sonda Gaia, è in orbita attorno al punto lagrangiano L1 e ha già iniziato a mappare più di un miliardo di stelle. In futuro, i dati di Gaia permetteranno agli scienziati di costruire modelli tridimensionali senza precedenti del nostro vicinato stellare.

Photo Copyright: ESA. Acknowledgement: H. Bouy (CSIC-INTA) & J. Alves (U. Vienna)