Variabilità in infrarosso delle stelle di pre-sequenza principale. Lo studio: “Near-infrared time-series photometry in the field of Cygnus OB2 association II. Mapping the variability of candidate members” di J. Roquette (University of Exeter/ ICEx – UFMG) pubblicato su A&A
Le stelle di pre-sequenza sono stelle giovani, il cui nucleo non ha ancora raggiunto le temperature necessarie per produrre energia tramite reazioni termonucleari. Alcune di queste, chiamate “stelle T Tauri”, sono circondate da un disco protoplanetario di polveri e gas da cui si possono formare sistemi planetari. Le stelle T Tauri sono state classificate per la prima volta nel 1945 dall’astrofisico A. H. Joy, che riporta tra le proprietà caratterizzanti questa classe di stelle un’intensa (fino a 3 magnitudini) e talvolta irregolare variabilità.
Diversi progetti recenti, quali YSOVAR (basato principalmente su osservazioni di stelle di pre-sequenza con il satellite Spitzer/IRAC della NASA) e CSI2264 (basato su osservazioni delle stelle di pre-sequenza dell’ammasso stellare NGC2264 realizzate con il satellite CoRoT e altri 14 tra telescopi a Terra e satelliti), hanno analizzato la variabilità delle stelle giovani e mostrato come essa sia legata a fenomeni associati ai dischi protoplanetari o all’attività magnetica della stella. Nel primo caso, la variabilità è dovuta a estinzione variabile prodotta da materiale associato al disco che si frappone davanti la stella oscurandola parzialmente, o al fenomeno di accrescimento di gas dal disco alla stella, fenomeno intrinsecamente variabile e che produce emissione energetica (ottico, UV e raggi X) modulata dalla rotazione della stella. Nel caso di stelle senza disco, i fenomeni magnetici come brillamenti, regioni attive, macchie solari e faculae sono intrinsecamente variabili o modulati dalla rotazione stellare. Dato che ne la regione interna del disco, ne i fenomeni magnetici che avvengono in corona o fotosfera, possono essere osservati direttamente con la strumentazione esistente, lo studio della variabilità è uno dei pochi metodi esistenti che permettono un’analisi indiretta di questi fenomeni.
Questo ha motivato lo studio di J. Roquette (University of Exeter/ ICEx–UFMG) sulla variabilità delle stelle di pre-sequenza dell’associazione stellare OB Cygnus OB2. Precedenti studi, realizzati anche da astronomi dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, hanno identificato più di 5000 stelle di pre-sequenza in CygnusOB2 sia con che senza disco protoplanetario. Il team guidato da J. Roquette ha analizzato una lunga serie di osservazioni infrarossa nelle bande JHK delle stelle di pre-sequenza in CygnusOB2, ottenute in 115 notti con il telescopio United Kingdom Infra-Red Telescope (UKIRT) nelle Hawaii, per studiare la variabilità di queste stelle. Dall’analisi di queste osservazioni, è emerso che più della metà delle stelle di pre-sequenza di CygnusOB2 è variabile in infrarosso, con una variabilità periodica dovuta a modulazione rotazionale nel 66% dei casi, estinzione variabile (5%), mentre le rimanenti mostrano altri tipi di variabilità. Gli autori hanno anche dimostrato l’efficacia della variabilità come metodo di selezione di stelle di pre-sequenza con disco protoplanetario, dato che circa il 58% delle stelle con disco in CygnusOB2 sono selezionabili osservandone semplicemente la variabilità. Lo studio è descritto nell’articolo: “Near-infrared time-series photometry in the field of Cygnus OB2 association II. Mapping the variability of candidate members“, recentemente pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics. Tra i coautori, l’astrofisico M. G. Guarcello dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.
La figura (cliccare qua per visualizzare l’immagine interamente) mostra la curva di luce (ossia la variabilità temporale del flusso emesso dalla stella in una data banda) di una delle stelle con disco protoplanetario di CygnusOB2 caratterizzata da estinzione variabile. I pannelli a sinistra mostrano le curve di luce in bande H e K (ricordare che la magnitudine è una misura logaritmica del flusso misurato). Il pannello a sinistra in basso mostra la variabilità nel colore H-K (differenza tra le magnitudini o rapporto tra i flussi misurati in H e K). Nei pannelli a destra è mostrato come la posizione della stella cambia in grafici costruiti confrontando le magnitudini nelle bande J, H e K ed i colori J-H e H-K. Le traiettorie osservate sono tipiche di fenomeni di estinzione variabile.
Mario Giuseppe Guarcello ( segui mguarce)