Le Nebulose e gli Ammassi

Il Cosmo (indice)

Nebulosa Massa di gas e di particelle di polvere situata nello spazio interstellare. Prima dell'invenzione del telescopio, il termine nebula (in latino "nube") era utilizzato per tutti gli oggetti celesti di aspetto diffuso e includeva quindi ammassi stellari e galassie.

Esistono nebulose sia nella Via Lattea sia nelle altre galassie. Sono divise in nebulose planetarie, resti di supernova e nebulose diffuse e ciascuna di queste classi comprende nebulose a riflessione, a emissione e oscure. All'interno di alcune dense nubi interstellari si trovano inoltre nebulose molto brillanti, note come oggetti di Herbig-Haro, che sono probabilmente il prodotto di getti di gas emessi da stelle giovani durante il processo di formazione.

Le nebulose planetarie, cosiddette perché osservate al telescopio ricordano vagamente la forma dei pianeti, sono in realtà i "gusci" di materia che una stella vecchia di media massa rilascia durante la fase evolutiva di gigante rossa, prima di trasformarsi in nana bianca. L'oggetto ad anello nella costellazione della Lira è un tipico esempio di nebulosa planetaria; ha periodo di rotazione di 132.900 anni e massa pari a circa 14 volte quella della Terra. Nella Via Lattea sono state scoperte alcune migliaia di nebulose planetarie. Ancora più spettacolari, ma meno frequenti, sono le nebulose che si producono dopo un'esplosione di supernova; la più famosa di queste è forse quella del Granchio nella costellazione del Toro, che si sta indebolendo con un tasso annuale dello 0,4% circa. Le nebulose di questo tipo sono intense sorgenti di onde radio, come residuo dell'esplosione che le ha generate.

Le nebulose diffuse sono molto grandi, con dimensioni di vari anni luce, senza confini definiti e con una forma che ricorda quella di una nuvola. Possono essere luminose o oscure; tra le prime vi è uno degli oggetti più famosi del cielo, la grande nebulosa di Orione. Sono note migliaia di nebulose brillanti, attentamente studiate per mezzo di tecniche di analisi spettrale. Le ricerche mostrano che esse possono brillare secondo due meccanismi: o perché riflettono la luce delle stelle in esse contenute (nelle nebulose cosiddette a riflessione), oppure, nelle nebulose a emissione, perché emettono radiazione proveniente dal gas e dalle polveri ionizzati presenti all'interno della nebulosa stessa.

Le nebulose oscure sono completamente nere o poco luminose e nascondono del tutto le regioni di cielo retrostanti; sono troppo distanti da qualunque stella per riflettere o emettere luce in grande quantità. Una delle più famose nebulose oscure è la Testa di Cavallo nella costellazione di Orione, così chiamata perché la materia oscura sembra rappresentare il capo di un cavallo, che si staglia davanti a una nube luminosa. La lunga striscia scura che si osserva sulle lastre fotografiche della Via Lattea è una successione di nebulose oscure. Si pensa che sia le nebulose brillanti sia quelle oscure siano luoghi in cui, per condensazone del gas, si formano nuove stelle.

Ammassi stellari

Ammasso stellare Ampio raggruppamento di stelle distribuite entro una regione limitata dello spazio, originatesi a partire da un'unica nebulosa. Gli addensamenti di gas e polveri di una nebulosa si contraggono per effetto della forza di gravitazione, sviluppando calore e creando in tal modo le condizioni necessarie per l'innesco delle reazioni di fusione nucleare che hanno luogo nelle stelle. La nebulosa di Orione, nell'omonima costellazione, è una di queste regioni attive del cosmo in cui è in corso la formazione di stelle; al suo interno, nella zona centrale, è concentrato un gruppo di stelle giovani denominato Trapezio. Nel complesso la nebulosa contiene gas in quantità sufficiente a formare ancora centinaia di stelle come quelle del Trapezio.

A seconda del loro aspetto e della loro natura fisica, gli ammassi vengono distinti in ammassi aperti, che non hanno una forma definita, e ammassi globulari, che presentano una forma pressoché sferica. I primi contengono tutt'al più qualche centinaio di stelle relativamente giovani, i secondi ne contengono fino a un milione, spesso molto vecchie.

Si conoscono circa 2000 ammassi aperti nella Via Lattea, tutti distribuiti sul suo piano galattico. Contengono stelle relativamente giovani, reciprocamente attratte da una debole forza gravitazionale. I più noti sono le Pleiadi e le Iadi, entrambi visibili a occhio nudo, nella costellazione del Toro. L'ammasso delle Iadi si trova a una distanza di 150 anni luce dal sistema solare e ha un diametro apparente di 5 gradi, vale a dire 10 volte le dimensioni apparenti della Luna; il suo diametro reale è pari a circa 15 anni luce. L'ammasso delle Pleiadi (chiamate popolarmente le Sette Sorelle) ha un diametro reale dello stesso ordine di grandezza di quello delle Iadi, ma, dal momento che si trova a oltre 400 anni luce di distanza dal sistema solare, appare più piccolo a un osservatore terrestre, e cioè di un diametro apparente inferiore ai 2 gradi. Si stima che le Iadi abbiano un'età di circa 660 milioni di anni. L'ammasso delle Pleiadi è invece molto più giovane, essendosi formato negli ultimi 80 milioni di anni; le stelle più calde e luminose delle Pleiadi non hanno più di qualche milione di anni.

Gli ammassi globulari, distribuiti in modo uniforme su un'ideale superficie sferica intorno alla Via Lattea, contengono un numero di stelle molto superiore rispetto agli ammassi aperti: ad esempio, il più luminoso dell'emisfero boreale, denominato M13, visibile nella costellazione di Ercole, ne comprende circa mezzo milione. Rispetto alle stelle che costituiscono gli ammassi aperti, quelle che costituiscono gli ammassi globulari sono attratte da una forza gravitazionale più intensa, e dunque assumono configurazioni più regolari e compatte, pressoché sferiche; sono inoltre più antiche, e quindi più ricche di elementi metallici.

Concentrazioni meno dense degli ammassi aperti vengono definite associazioni stellari. Queste contengono un numero di stelle paragonabile a quello degli ammassi, ma distribuite entro uno spazio molto più ampio. Spesso gli ammassi aperti si trovano all'interno di associazioni, in corrispondenza dei punti di massima densità della nebulosa originaria. Esistono tre tipi di associazioni: le associazioni OB, che contengono stelle molto calde e massive, dei tipi stellari O e B (tale definizione discende dalla classificazione degli spettri stellari); le associazioni R, che contengono stelle di massa intermedia, la cui luce viene riflessa dalla polvere cosmica circostante; e le associazioni T, che contengono giovani stelle di piccola massa, simili al Sole, il cui "prototipo" è T Tauri. È probabile che tutte le stelle inizino il proprio ciclo vitale in associazioni o in ammassi, per poi sfuggirne successivamente.

Le stelle appartenenti a un ammasso si muovono nel cosmo in modo coerente. Questo giustifica un metodo molto efficiente per la determinazione delle loro distanze dalla Terra. Se un ammasso si allontana dal punto di vista di un osservatore terrestre sembra convergere, per effetto della prospettiva, verso un punto distante, detto punto di convergenza. Misurando la velocità delle stelle lungo la linea di osservazione (velocità radiale) attraverso la valutazione dell'effetto Doppler, gli astronomi sono in grado di calcolare la distanza degli ammassi attraverso l'applicazione di metodi geometrici.