Rho Ophiuchi

La nube di Rho Ophiuchi è un vasto complesso di nebulose brillanti e scure situato nella costellazione dell’Ofiuco. Questa straordinaria formazione si trova a circa 460 anni luce dalla Terra, al centro 1 grado a sud del sistema stellare Rho Ophiuchi. Si tratta di una delle regioni di formazione stellare più vicine al Sole, estendendosi per un’area angolare di 4.5° per 6.5°, includendo anche la costellazione vicina dello Scorpione. Questa nube è visibile appena a nord di Antares ed è rinomata tra gli astrofotografi notturni. Il complesso è stato immortalato dal Telescopio Spaziale James Webb (JWST) della NASA e dell’ESA nel luglio 2023, in occasione del primo anniversario del telescopio.

Il complesso di Rho Ophiuchi custodisce due zone principali di formazione stellare ricche di gas e polvere. Una di queste include la nube Lynds 1688 (L1688) e i filamenti L1709 e L1755, mentre l’altra ospita la nebulosa L1689 e il filamento catalogato come L1712-L1729.

La nube di Rho Ophiuchi è una nebulosa oscura composta di gas e polvere che si trova a 1° a sud della stella ρ Ophiuchi. Con una distanza stimata di 131 ± 3 parsec, si tratta di una delle regioni di formazione stellare più vicine al Sistema Solare. Questa nube occupa un’area angolare nel cielo di 4.5° × 6.5°. La stella più luminosa in quest’immagine è Antares (Alpha Scorpii o α Sco), la quindicesima stella più brillante del cielo e la stella più luminosa nella costellazione dello Scorpione. Credito immagine: Leonardo Ciuffolotti, Matteo Collina, Riccardo De Benedictis, Giuseppe Donatiello, Rolando Ligustri (CC0 1.0). Il grande nucleo principale di idrogeno molecolare (L1688) è un asilo per stelle in cui nascono nuove stelle. I filamenti della regione di Rho Ophiuchi si estendono fino a 32.6 – 57 anni luce (10 – 17.5 parsec) di larghezza, e in alcune zone sono stretti fino a 0.78 anni luce (0.24 parsec) di larghezza. Due grandi nebulose oscure, catalogate come Barnard 44 (B44) e Barnard 45 (B45), appaiono appena a est della nube molecolare di Rho Ophiuchi e di Antares. Soprannominata il Fiume Nero, Barnard 44 si trova a 500 anni luce di distanza e si estende per circa 10 gradi, corrispondenti a 100 anni luce, e si estende fino alla Nebulosa Pipe (B59, 65-67 e 78), una nube scura all’interno della più grande Nebulosa Dark Horse che oscura parte della banda della Via Lattea. Barnard 44 e 45 sono conosciute come le Nubi del Fiume di Rho Ophiuchi.

Una fotografia a campo largo mostra la nebulosità che circonda il complesso di nubi di Rho Ophiuchi. Immagine creata con 35 × 31 esposizioni in stack di 180 secondi (per un totale di 105 minuti) effettuate con una Canon EOS 5D Mark II e un obiettivo 135 mm f/2L a f/4 e ISO 1600, impilato utilizzando Deep Sky Stacker e completato in Adobe Photoshop CS5. Immagine: Wikimedia Commons/Naskies (CC BY-SA 3.0). Lynds 1688, la nube principale del complesso di Rho Ophiuchi, contiene più della metà della massa totale di questo complesso, essendo la regione di formazione stellare più attiva in tutto il complesso. Le osservazioni a lunghezze d’onda infrarosse hanno rivelato 425 sorgenti infrarosse. Queste sorgenti sono giovani oggetti stellari, 16 dei quali sono identificati come protostelle, dense palline di gas che non hanno ancora accretato tutta la loro massa, rimanendo immerse nelle loro nubi parentali. Continuano a raccogliere materiale dai dischi di polvere e gas che le circondano, dischi che possono anche dare origine a nuovi pianeti.

LDN 1688, credito immagine: Adam Block/Steward Observatory/University of Arizona (CC BY-SA 3.0). Gli astronomi hanno individuato anche circa 200 stelle T Tauri nella nube. Queste rappresentano le stelle visibili più giovani con masse comparabili a quella del Sole. Tali stelle hanno già abbandonato i loro dischi e, a differenza delle protostelle, possono essere osservate in luce visibile. Sono stati identificati 123 stelle T Tauri con spessi dischi circumstellari e 77 stelle T Tauri con dischi più sottili. Queste stelle hanno un’età stimata compresa tra 100.000 e 1 milione di anni. Nel 2002, un team guidato da Nicolas Grosso, dell’Istituto Max Planck in Germania, ha riportato la scoperta di un disco circumstellare con un diametro di 300 unità astronomiche e una massa doppia rispetto a quella di Giove. L’oggetto è stato soprannominato Disco Volante. È stato trovato ai margini di una nube scura nella regione di Rho Ophiuchi.

Utilizzando il Telescopio di Nuova Tecnologia da 3.5 m dell’ESO e il Telescopio molto grande (VLT), un team di astronomi ha scoperto un disco polveroso e opaco che circonda una giovane stella di tipo solare ai margini di una nube scura nella Via Lattea. Questa scoperta avvenne per caso durante un programma di ricerca non correlato e offre un vivido ritratto di come doveva apparire il nostro Sistema Solare durante la sua fase iniziale. A causa della sua appariscente forma, gli astronomi hanno soprannominato l’oggetto “Disco Volante”. Credito immagine: ESO (CC BY 4.0). L’oggetto è un buon esempio di giovane stella con un disco in cui i pianeti stanno per formarsi. Il nostro sistema solare potrebbe aver avuto un aspetto simile in una fase giovanile. L’oggetto è stato scoperto mediante il Telescopio di Nuova Tecnologia da 3.5 m e il Telescopio molto grande (VLT) il 7 aprile 2001. La stella centrale ha una temperatura di 3000 K e una luminosità pari allo 0.4 volte quella del Sole. La formazione di stelle nella regione di Rho Ophiuchi fu innescata da una supernova che si verificò circa 1.5 milioni di anni fa, generando un’onda d’urto potente che attraversò le nubi dell’Ofiuco. Come Rho Ophiuchi, la stella progenitrice era un membro del sottogruppo Upper Scorpius dell’associazione Scorpius-Centaurus, la più vicina associazione OB al Sole.

Gli oggetti di colore rosa brillante attorno al centro sono giovani oggetti stellari (YSOs) situati nel complesso di nubi di Rho Ophiuchi. Queste stelle neonate stanno appena ora formando; molte di esse sono ancora avvolte nelle loro piccole nebulose compatte. In luce visibile, questi YSOs sono completamente nascosti nella nebulosa oscura che li circonda, talvolta chiamata la loro coperta per bambini. La regione molto brillante appena sopra il centro è parte della nube illuminata dalla stella T-Tauri 2MASS J16263416-2423282. L’area brillante ma diffusa appena a destra del centro è un’area illuminata dall’YSO 2MASS J16260931-2434121.

Rho Ophiuchi

Rho Ophiuchi è un sistema stellare multiplo con una magnitudine apparente combinata di 4.63. Se non fosse circondato dalla regione di gas e polvere, brillerebbe alla magnitudine 3.18. L’estinzione interstellare rende il sistema stellare apparente 1.45 magnitudini più tenue di quanto sia in realtà. Rho Ophiuchi si trova a circa 360 anni luce di distanza. Il sistema è composto da una binaria visiva chiamata Rho Ophiuchi AB. I due componenti, entrambi stelle calde di tipo B, sono separati da 3.1 arcosecondi, o almeno 344 unità astronomiche (distanze Terra-Sole). Hanno un periodo orbitale di circa 2398 anni. Il sistema ha diversi altri componenti. Rho Ophiuchi C è separato di 2.5 arcminuti dalla coppia principale e Rho Ophiuchi DE si trova a 2.82 arcminuti di distanza. I componenti C e D sono entrambi stelle di sequenza principale di classe B. Il componente D è a sua volta una stella binaria i cui due componenti orbitano l’uno attorno all’altro con un periodo di circa 675.5 anni.

La posizione di Rho Ophiuchi, immagine: Stellarium Il componente primario, Rho Ophiuchi A, ha una massa di 9.6 volte quella del Sole e un raggio di 8.5 raggi solari. Con una temperatura effettiva di 21,900 K, è luminoso 13,000 volte rispetto al Sole. La stella ruota rapidamente, con una velocità di rotazione proiettata di circa 240 km/s. Gli altri quattro componenti conosciuti sono anch’essi più massicci del Sole, con masse di 8 (ρ Oph B), 5 (ρ Oph C), 3.06 (ρ Oph D) e 1.97 (ρ Oph E) masse solari. Il sistema stellare Rho Ophiuchi è circondato dalla nebulosa di riflessione blu IC 4604, a volte chiamata Nebulosa Rho Ophiuchi. IC 4604 è uno dei diversi nebulose di riflessione relativamente brillanti nella regione. IC 4603 e IC 4605, due altre nebulose di riflessione, si trovano nell’area tra Rho Ophiuchi e Antares. IC 4605 circonda la stella 22 Scorpii e IC 4603 la stella HD 147889 (SAO 184376). Entrambe le stelle hanno spettri di stelle calde di sequenza principale di tipo spettrale B. Il database Simbad elenca HD 147889 come un giovane oggetto stellare (YSO).

Le nebulose di riflessione IC 4603, IC 4604 e IC 4605 nella regione di Rho Ophiuchi, immagine: Wikisky

Fatti

La prima nana bruna a essere stata rilevata in una regione di formazione stellare è stata scoperta nella nube molecolare di Rho Ophiuchi. È stata catalogata come Rho Oph J162349.8-242601. La nana bruna è stata scoperta da Rieke & Rieke nel 1990. Gli astronomi hanno suggerito che potesse essere una stella in primo piano a causa di un lieve arrossamento. Tuttavia, osservazioni successive hanno supportato fortemente l’appartenenza alla regione di Rho Ophiuchi. Le osservazioni con lo Spettrografo a Canale Rosso al Telescopio a Specchi Multipli nel 1997 hanno rivelato un tipo spettrale di M8.5 ± 0.5 per l’oggetto e un’emissione Hα forte. Gli astronomi hanno ricavato una massa di 0.01 – 0.06 masse solari, indicando un oggetto substellare. La nana bruna ha un’età stimata di 3 – 10 milioni di anni. Nel 2012, le osservazioni con l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) hanno portato alla scoperta di glicolaldeide, una forma semplice di zucchero, nel gas che circonda il giovane sistema binario catalogato come IRAS 16293–2422 nel complesso di nubi di Rho Ophiuchi. Questa è stata la prima volta che lo zucchero è stato rilevato attorno a una stella di tipo solare. Il sistema binario è composto da almeno due protostelle separate da 700 unità astronomiche. Gli astronomi hanno anche trovato clorometano nel mezzo interstellare che circonda IRAS 16293–2422, un’altra scoperta di grande rilevanza. Inoltre, il disco di accrescimento che circonda il sistema stellare ha mostrato parti che ruotano in direzioni opposte, il che significa che, una volta che si formeranno i pianeti, i pianeti interni potrebbero orbitare attorno alla stella madre in direzione opposta rispetto ai pianeti esterni.

Un team di astronomi ha scoperto molecole di glicolaldeide — una semplice forma di zucchero — nel gas che circonda una giovane stella binaria, di massa simile a quella del Sole, chiamata IRAS 16293-2422. Questa è la prima volta che lo zucchero è stato trovato nello spazio attorno a una stella di questo tipo, e la scoperta dimostra che i mattoni della vita sono al posto giusto, al momento giusto, per essere inclusi nei pianeti in formazione attorno alla stella. Gli astronomi hanno usato l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) per rilevare le molecole. Questa immagine mostra la regione di formazione stellare di Rho Ophiuchi in luce infrarossa, vista dal Wide-field Infrared Explorer (WISE) della NASA. IRAS 16293-2422 è l’oggetto rosso al centro del piccolo quadrato. L’immagine in inserzione è un’illustrazione artistica delle molecole di glicolaldeide, mostrante la struttura molecolare della glicolaldeide (C2H4O2). Gli atomi di carbonio sono rappresentati in grigio, gli atomi di ossigeno in rosso e gli atomi di idrogeno in bianco. Nell’immagine infrarossa WISE di Rho Ophiuchi, il blu e il ciano rappresentano la luce emessa a lunghezze d’onda di 3.4 e 4.6 micrometri, che proviene prevalentemente dalle stelle. Il verde e il rosso rappresentano la luce emessa a 12 e 22 micrometri, rispettivamente, che è emessa principalmente dalla polvere. Credito immagine: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Calçada (ESO) & NASA/JPL-Caltech/WISE Team (CC BY 4.0).

Immagine del Telescopio Spaziale James Webb

Il complesso di nubi di Rho Ophiuchi è stato fotografato dal Telescopio Spaziale James Webb nel luglio 2023. L’immagine è stata rilasciata in occasione del primo anniversario del telescopio. Ha rivelato stelle molto giovani circondate da dischi circumstellari nei quali si formeranno eventuali sistemi planetari. L’immagine mostra anche getti che emanano dalle nuove stelle e che si scontrano con il gas interstellare circostante, eccitando l’idrogeno molecolare. La stella più massiccia di queste, designata S1, è visibile nella metà inferiore dell’immagine di Webb. Il gas che circonda la giovane stella è composto da molecole a base di carbonio conosciute come idrocarburi aromativi policiclici (PAH). I composti organici potrebbero avere rappresentato i materiali di partenza per la sintesi delle sostanze necessarie alle prime forme di vita, ma questa ipotesi deve ancora essere testata.

L’immagine del primo anniversario del Telescopio Spaziale James Webb della NASA mostra la nascita di stelle come non era mai stata vista prima, ricca di dettagli e texture impressionistica. Il soggetto è il complesso di nubi di Rho Ophiuchi, la regione di formazione stellare più vicina alla Terra. Si tratta di un asilo stellare relativamente piccolo e silenzioso, ma da una visione ravvicinata e caotica di Webb non si direbbe. Getti che scoppiano da giovani stelle attraversano l’immagine, impattando il gas interstellare circostante e illuminando l’idrogeno molecolare, mostrato in rosso. Alcune stelle mostrano l’ombreggiatura distintiva di un disco circumstellare, gli indizi dei futuri sistemi planetari. Le giovani stelle al centro di molti di questi dischi hanno masse simili a quella del Sole o più piccole. La stella più pesante in questa immagine è S1, che appare in una caverna luminosa che sta scolpendo con i suoi venti stellari nella parte inferiore dell’immagine. Il gas circostante più chiaro consiste di idrocarburi aromatici policiclici, una famiglia di molecole a base di carbonio che sono tra i composti più comuni trovati nello spazio. Credito immagine: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (STScI).

Posizione

Il complesso di nubi di Rho Ophiuchi si trova a sud del poligono formato dalle stelle più luminose dell’Ofiuco. Si colloca nei pressi di Antares, la stella più luminosa della costellazione dello Scorpione e la quindicesima stella più brillante del cielo. Per gli osservatori del nord, Antares appare sopra l’orizzonte meridionale durante i mesi estivi. La stella è parte di un asterismo conosciuto come l’Uncino del Pesce, che delinea il corpo e la coda dello Scorpione. Rho Ophiuchi appare appena a nord di Antares, nella direzione di Yed Prior, formando un triangolo con Antares e Alniyat, una delle due stelle relativamente luminose che fiancheggiano il supergigante. Brillando alla magnitudine 4.63, il sistema stellare Rho Ophiuchi è visibile ad occhio nudo, sebbene possa risultare una sfida in aree affette da inquinamento luminoso.

La posizione del complesso di nubi di Rho Ophiuchi, immagine: Stellarium. L’ammasso globulare luminoso Messier 4 (M4) si trova a sud del complesso di nubi di Rho Ophiuchi e appare nello stesso ampio campo visivo di Rho Ophiuchi e Antares. L’ammasso ha una magnitudine apparente di 5.6 ed è facilmente osservabile con binocoli e piccoli telescopi. L’ammasso globulare più tenue NGC 6144 si trova a un grado di distanza da M4, più vicino ad Antares. L’ammasso globulare Messier 80 (M80) appare a ovest di Rho Ophiuchi, circa a metà strada tra Antares e Acrab, nelle pinze dello Scorpione.

Dintorni di Rho Ophiuchi, immagine: Wikisky. Il miglior periodo dell’anno per osservare la nube molecolare di Rho Ophiuchi e altri oggetti del cielo profondo nella costellazione dell’Ofiuco è il mese di luglio, quando la costellazione si alza più in alto sull’orizzonte la sera. Come una delle 15 costellazioni equatoriali, l’Ofiuco è visibile dalla maggior parte dei luoghi abitati sulla Terra per almeno parte dell’anno. Complesso di nubi di Rho Ophiuchi

Immagini

Antares (α Scorpii) e complesso di nubi di Rho Ophiuchi. Credito: WISE/DSS/ Giuseppe Donatiello (CC0 1.0)

Nebulose in emissione, riflessione e assorbimento (nubi scure di polvere) sono incluse in questa immagine a campo largo. Credito: Adam Block/Steward Observatory/University of Arizona (CC BY-SA 4.0)

Questa vista a campo largo mostra la regione di formazione stellare di Rho Ophiuchi nella costellazione dell’Ofiuco (il Portatore di Serpenti), vista in luce visibile. Questa vista è stata creata a partire da immagini facenti parte del Digitized Sky Survey 2. Immagine: ESO/Digitized Sky Survey 2 (CC BY 4.0)

Una vasta nube di polvere, famosa per essere una delle scene notturne più colorate e più comuni fotografate nel cielo, il complesso di nubi di Rho Ophiuchi assume un aspetto completamente diverso in luce infrarossa da WISE. Qui, dove la luce visibile rivela molto poco, siluettando una nebulosa scura e misteriosa, le lunghezze d’onda infrarosse non hanno problemi a penetrare in questa discarica stellare. Nei recessi più oscuri risiede un asilo stellare, mostrato appena sopra il centro, che brilla intensamente con stelle neonate e oggetti stellari giovani. Appena sotto e a destra dell’asilo si trova una cortina di polvere brillante che circonda Sigma Scorpii, apparente di colore rossastro in questa immagine. Un’altra minore cortina di polvere rossastra è visibile attorno a Tau Scorpii in basso a sinistra. La stella più luminosa, che appare bianca e vicina al centro, è la vicina Antares. In basso a sinistra si può notare come la densità delle stelle stia diventando abbastanza alta mentre ci avviciniamo al centro della Via Lattea. In cima, è presente il bagliore della luce zodiacale. Immagine credito: Judy Schmidt (CC BY 2.0)

Le nuvole di polvere cosmica e le stelle neonate incorporate brillano a lunghezze d’onda infrarosse in questa seducente vista a falsi colori dal Telescopio Spitzer. Qui si mostra una delle regioni di formazione stellare più vicine, parte del complesso di nubi di Rho Ophiuchi, a circa 400 anni luce di distanza, presso il margine sud della costellazione pronunciabile dell’Ofiuco. La vista si estende su circa 5 anni luce a quella distanza stimata. Dopo essersi formati lungo una grande nube di gas di idrogeno molecolare freddo, le stelle neonate riscaldano la polvere circostante per produrre il bagliore infrarosso. Un’esplorazione della regione con luce infrarossa penetrante ha rilevato circa 300 stelle emergenti e appena formate, la cui età media è stimata in appena 300.000 anni, molto giovane rispetto ai 5 miliardi d’anni del Sole. Credito immagine: NASA, JPL-Caltech, Harvard-Smithsonian CfA

Regione di Rho Ophiuchi, credito immagine: Leonardo Ciuffolotti, Matteo Collina, Riccardo De Benedictis, Giuseppe Donatiello, Rolando Ligustri (CC0 1.0)

Rho Ophiuchi WISE DSS, immagine: Giuseppe Donatiello (CC0 1.0)