C’era una volta, la Galassia di Via Lattea era impegnata a essere un prodigioso motore di formazione stellare. In quei tempi, produceva decine o centinaia di stelle all’anno. Oggi, invece, è piuttosto più tranquilla, generando solo alcune stelle per anno. Gli astronomi desiderano comprendere la storia della nascita delle stelle nella Via Lattea, quindi si concentrano su alcuni dei più recenti gruppi stellari da studiare. Uno di questi è Westerlund 1, un giovane “super cluster stellare” che appare compatto e contiene una varietà di stelle più vecchie. Ha fatto parte di un picco di creazione stellare avvenuto circa 4-5 milioni di anni fa.
Diverse osservatori hanno analizzato Westerlund 1, incluso il Telescopio Spaziale James Webb. La sua osservazione è parte di un progetto chiamato Extended Westerlund 1 and 2 Open Clusters survey (EWOCS) che utilizza la camera a infrarossi NIRCam del telescopio. Perché usare NIRCam per osservare stelle luminose in un cluster aperto? Perché Westerlund 1 è difficile da osservare. Si trova (dal nostro punto di vista) dietro una nube opaca di gas e polvere che assorbe o diffonde la maggior parte della luce visibile proveniente dal cluster. Tuttavia, la luce infrarossa riesce a passare attraverso, rendendo più facile lo studio e la caratterizzazione delle stelle in questo cluster. È anche osservabile in raggi X, consentendo agli astronomi di individuare sorgenti energetiche nel cluster.
La vista del Webb rivela tutta la gamma di stelle in Westerlund 1, facilitando l’individuazione dei vari tipi stellari. Inoltre, l’immagine NIRCam mostra macchie di gas rossastro all’interno e attorno al cluster.
Una vista di Westerlund 1 dal VLT Survey Telescope (VST) presso l’Osservatorio Paranal dell’ESO. Una delle sue stelle (chiamata W26) è un supergigante rosso che sembra essere circondata da nubi di gas idrogeno. È la prima nebulosa ionizzata ad essere osservata intorno a una stella supergigante rossa. Gentile concessione dell’Osservatorio Europeo Meridionale.
Informazioni su Westerlund 1
Questa collezione di stelle potrebbe essere il cluster più massiccio conosciuto del suo genere nella Galassia di Via Lattea. Gli astronomi stimano che contenga fino a 100.000 volte la massa del Sole. La sua popolazione è composta quasi interamente da supergiganti rossi, ipergiganti gialli e almeno una variabile blu luminosa, oltre ad altri tipi di giganti. C’è anche un pulsar a raggi X nel cluster e un magnetar formato da un’esplosione di supernova. L’intera collezione occupa una regione larga meno di sei anni luce.
Westerlund 1 in luce visibile e raggi X. Le frecce indicano un magnetar scoperto in questo super cluster stellare. Gentile concessione di NASA/CXC/UCLA/M.Muno et al.
Westerlund 1 probabilmente si è formato circa 4-5 milioni di anni fa in un’unica massiccia esplosione di formazione stellare. La sua età lo rende un infante in “anni” stellari e molte delle sue stelle di tipo gigante, massicce, hanno una vita breve. Rispetto alla vita proiettata di 10 miliardi di anni del Sole, solo una di quelle stelle supergiganti vivrà al massimo circa 20 milioni di anni. Poi esploderà come una supernova, disperdendo i suoi resti nello spazio.
Gli astronomi hanno stimato l’età di Westerlund 1 basandosi su un confronto tra stelle più vecchie e evolute con modelli ben compresi di evoluzione stellare. Questi modelli suggeriscono età tipiche per stelle di masse varie. Questo cluster spinge i confini dei modelli, con i suoi supergiganti rossi e gialli, così come le stelle Wolf-Rayet (altamente evolute e massicce). I supergiganti rossi, ad esempio, solitamente non raggiungono quella fase per almeno 4 milioni di anni. Le stelle Wolf-Rayet, che sono estremamente luminose e calde, non vivono a lungo. A causa della loro breve vita, queste strane stelle anziane sono anche piuttosto rare.
Vivere con questo Cluster
Westerlund 1 fornisce indizi importanti sull’origine e l’evoluzione delle giovani stelle massicce nei cluster. Le diverse popolazioni lì raccontano una storia sulla formazione di questo cluster e sul suo impatto sul vicinato circostante. Innanzitutto, la miscela variegata di stelle dà indizi sulla sua “funzione di massa iniziale”. Essa descrive la distribuzione delle masse stellari in un cluster, ovvero quante stelle di masse diverse si sono formate dalla culla della nascita stellare originale.
Ciò che è altrettanto interessante è ciò che le stelle di questo cluster faranno in futuro. Poiché ci sono così tante stelle massicce e così pochi resti di supernovae, è solo una questione di tempo prima che inizino i fuochi d’artificio stellari. In oltre 40 milioni di anni, più di 1.500 supernovae si verificheranno, rendendo Westerlund 1 uno spettacolo brillante per lo studio.
Nel lungo termine, Westerlund 1 probabilmente evolverà da un cluster aperto a una conglomerazione di stelle a forma sferica chiamata cluster globulare. Per ora, questo cluster rappresenta un ambiente estremo in cui stelle e pianeti (se ce ne sono) possono formarsi. Inoltre, è raro. Solo alcuni come lui esistono ancora nella nostra galassia, offrendo indizi su quell’era precedente nella storia della Via Lattea quando si formarono la maggior parte delle sue stelle. È per questo che è considerato un “laboratorio” dove gli astronomi possono studiare l’evoluzione delle stelle ad alta massa.
Per Maggiori Informazioni
La Popolazione Stellare Esotica di Westerlund 1
Westerlund alla Luce di GAIA EDR3: Distanza, Isolamento, Estensione e una Popolazione Nascosta
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