Un’espansione segnata dal passaggio attraverso il Piano Galattico per Westerlund 1
Nella struttura e nella dinamica del superammasso stellare Westerlund 1 potrebbe celarsi l’impronta della collisione con il piano della Via Lattea, avvenuta 2 milioni di anni fa.
Gli ammassi stellari sono sistemi dinamici estremamente complessi e affascinanti. Cosa li rende così complicati?
Innanzitutto, l’evoluzione sia dinamica sia fisica delle loro stelle. Stelle di massa diversa hanno tempi di vita differenti: quelle più massicce possono terminare la propria evoluzione esplodendo come supernovae mentre quelle di piccola massa stanno ancora evolvendo verso la “maturità” della Sequenza Principale. Inoltre, le stelle si muovono rapidamente all’interno dell’ammasso scambiando energia, precipitando verso il centro o “evaporando” man mano che si allontanano.
A complicare il quadro interviene l’interazione tra gli ammassi e il loro ambiente circostante: altri ammassi stellari, nebulose e l’intera Galassia con il suo potenziale gravitazionale.
Tutto questo lascia impronte indelebili nella configurazione spaziale e dinamica che osserviamo oggi negli ammassi. Impronte che in questi anni siamo in grado di analizzare con grande precisione grazie al satellite Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA).
Il catalogo di osservazioni di Gaia contiene infatti informazioni accurate sulla posizione e sulla dinamica delle stelle, integrate da dati spettroscopici che permettono di risalire alla natura delle stelle. Analizzati con cura, i dati di Gaia permettono di ottenere un quadro completo della struttura e della dinamica degli ammassi e delle singole stelle che li compongono.
Il team di ricercatori guidato dall’astrofisica L. Prisinzano (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo) ha analizzato i dati di Gaia relativi alle stelle nella regione del superammasso Westerlund 1, oggetto del progetto EWOCS (Extended Westerlund 1 and 2 Open Clusters Survey), guidato da M. G. Guarcello (INAF-OAPA). I ricercatori hanno isolato un campione di 559 stelle dell’ammasso con massa superiore a 7 masse solari.
Queste stelle formano due gruppi cinematici distinti: 421 stelle sono ancora gravitazionalmente legate al nucleo dell’ammasso, mentre 103 se ne stanno allontanando (tra cui 14 “walk-away stars” con una velocità di allontanamento maggiore delle altre). I due gruppi si muovono con velocità diverse: la dispersione delle loro velocità è di circa 5 km/s per il primo gruppo e di 10-14 km/s per il secondo.
L’espansione dell’ammasso è asimmetrica, come già dimostrato in altri studi pubblicati di recente. Tuttavia, l’analisi dei dati di Gaia ha permesso di stabilire che la regione esterna di Westerlund 1 è allungata in direzione perpendicolare al piano della Via Lattea, 1 subendi una distorsione probabilmente causata dalle forze mareali della nostra Galassia. Inoltre, il suo tempo di espansione cinematica (2.08 milioni di anni) corrisponde al momento in cui Westerlund 1 ha attraversato il piano galattico (2.1 milioni di anni fa). Tra i diversi fattori che potrebbero spiegare tale evoluzione dinamica, questa coincidenza temporale suggerisce una possibile conseguenza dell’interazione avvenuta circa 2 milioni di anni fa tra Westerlund 1 e la materia (stelle e nebulose) che popola il piano della Via Lattea.
Lo studio, l’undicesimo della serie EWOCS, è descritto nell’articolo “EWOCS-XI: Anisotropic expansion and shear in the cluster Westerlund 1. A 2D kinematic analysis with Gaia DR3“, pubblicato su Astronomy and Astrophysics.
L’immagine di copertina (cliccare qui per visualizzarla interamente) mostra:
— Nel pannello in alto a sinistra la direzione del moto proprio (ossia il moto proiettato nel nostro cielo) delle stelle di Westerlund 1 analizzate in questo studio
— Nel pannello in alto a destra la distribuzione stellare di queste stelle, distinguendo tra quelle ancora legate all’ammasso e quelle non legate, la direzione di espansione e del moto di Westerlund 1, su un’immagine in medio infrarosso ottenuta dal satellite WISE. Le linee mostrano la configurazione del potenziale gravitazionale della Via Lattea
— Immagine JWST/NIRCam di Westerlund 1