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Così piroettano le giovani stelle

Creato il 28 agosto 2019 da Media Inaf

Le stelle di presequenza sono stelle giovani il cui nucleo non ha ancora raggiunto i valori di temperatura e pressione necessari per innescare le reazioni termonucleari che le alimenteranno nel resto della loro esistenza. Queste stelle sono classificate in “classi“: le classi I sono le stelle più giovani, ancora circondate dal gas che dalla nebulosa sta accrescendo sulla stella; le stelle di classe II hanno un’età intermedia, non accrescono più gas dalla nebulosa circostante, ma eventualmente da un disco di polvere e gas che orbita attorno e che talvolta può evolvere in un sistema planetario; le stelle di classe III hanno disperso il disco, e si stanno contraendo e riscaldando fino ad innescare le reazioni termonucleari (dopo di che entreranno nella fase di “sequenza principale”).

Le stelle di presequenza sono stelle variabili. Nelle classi III, questa variabilità è connessa all’attività magnetica delle stelle (macchie in fotosfera, brillamenti, faculae, protuberanze, eccetera) come nelle stelle di sequenza principale. A causa del loro campo magnetico particolarmente intenso (fino a 1000-10000 volte più intenso che nelle stelle di sequenza principale), questi fenomeni magnetici sono particolarmente violenti nelle stelle giovani. I fenomeni legati all’attività magnetica stellare possono però essere osservati direttamente solamente nel Sole: le altre stelle sono infatti troppo lontane per poter risolvere i singoli fenomeni che avvengono in fotosfera, cromosfera e corona. Un modo per indagare questi fenomeni, e connetterli con le proprietà stellari, è attraverso studi di variabilità ad alta risoluzione temporale. Questi studi devono anche essere “multi-banda”, ossia basati su osservazioni simultanee in diverse bande dello spettro elettromagnetico. Questo perché osservazioni in diverse bande permettono di sondare fenomeni che avvengono in diverse regioni delle stelle: in ottico si osservano fenomeni fotosferici e cromosferici, ai raggi X ed UV fenomeni coronali, mentre in infrarosso fenomeni connessi con i dischi di accrescimento nelle stelle di classe I e II.

Questo ha motivato il progetto internazionale “Coordinated Synoptic Investigation of Ngc 2264“, che vede un’importante partecipazione dell’Inaf-Osservatorio astronomico di Palermo e che si basa su osservazioni in diverse bande dello spettro elettromagnetico delle stelle di presequenza nell’ammasso stellare giovane (1-2 milioni di anni) Ngc 2264. Nel più recente fra gli articoli pubblicati da astronomi dell’Inaf di Palermo – guidati da Mario Guarcello – come parte di questo progetto, uscito questo mese su Astronomy & Astrophysics, viene analizzata la variabilità simultanea in banda ottica e ai raggi X di 74 stelle di classe III o in transizione dalla classe II alla classe III. Tra queste stelle, in 16 casi la variabilità nelle due bande è anti-correlata, in 11 casi è correlata ed in 17 non si osserva alcuna correlazione. La variabilità osservata nel primo gruppo di stelle è dovuta all’emergenza simultanea, lungo la linea di vista, di regioni coronali attive (brillanti ai raggi X) e macchie fotosferiche (che riducono la luminosità osservata in ottico) durante la rotazione della stella; nel secondo caso, invece, all’emergenza di regioni coronali attive e faculae (brillanti in ottico).

Così piroettano le giovani stelle

Il primo autore dello studio, Mario Guarcello dell’Inaf di Palermo, qui impegnato in attività divulgative. Crediti: Tommaso D’Angelo

Nell’articolo è dimostrato che i due gruppi di stelle hanno proprietà rotazionali diverse, con le stelle con una variabilità ottica-raggi X anti-correlata (dominate dalle macchie) caratterizzate da periodi di rotazione maggiori rispetto alle stelle con variabilità correlata nelle due bande (dominate dalle faculae). Questo suggerisce un ruolo importante della rotazione, a sua volta legata a intensità e topologia del campo magnetico, nel determinare l’attività magnetica dominante nelle stelle di pre-sequenza.

«Il progetto Csi-2264 ha dimostrato come studi di variabilità in multibanda possano rivelare informazioni sulla fisica e la struttura delle stelle di presequenza che non possono essere osservate direttamente. In questo studio, ad esempio», spiega Guarcello a Media Inaf, «abbiamo individuato i fenomeni magnetici dominanti nelle stelle analizzate e li abbiamo messi in correlazione con le proprietà stellari, in particolare con la rotazione e la massa. Questo studio fornisce una base osservativa importante per i modelli di evoluzione e struttura delle stelle di presequenza».

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