Centinaia di ammassi aperti trovati nei dati di Gaia

La loro distribuzione spaziale migliora la conoscenza della struttura galattica

NGC 3960 è un ammasso aperto scoperto da James Dunlop il 30 aprile 1826 nella costellazione del Centauro. Data la sua magnitudine visiva di 8,3, è visibile con l'aiuto di un binocolo o di un piccolo telescopio. (DECaPS-2, G. Donatiello)

Gli ammassi aperti (OC) sono gruppi di stelle distribuiti lungo il piano galattico. La maggior parte sono abbastanza giovani, con età di alcune centinaia milioni di anni e un numero variabile da una dozzina a migliaia di stelle. Le stelle in un OC possono essere considerate coeve e formatesi nella stessa nube molecolare. Pur tendendo alla dispersione, per via della relativa giovane età, gli OC possono essere riconosciuti perché occupano la stessa regione di spazio e manifestano caratteristiche chimiche e cinematiche simili. Rispetto a una singola stella, i parametri di base come età, distanza e informazioni cinematiche, possono essere misurati in modo più accurato attraverso osservazioni astrometriche e fotometriche.

Quelli della Via Lattea sono migliaia e se ne scoprono sempre di nuovi nei dati dei sondaggi. Dopo aver già pubblicato una lista 986 candidati rinvenuti nei dati di Gaia DR2, un gruppo di astronomi cinesi, guidati da Zhihong He della China West Normal University a Nanchong, pubblica adesso un nuovo elenco comprendente altri 541 candidati trovati nei dati EDR3.

Ancora un successo del satellite Gaia

Gaia ottiene misure ad altissima precisione su miliardi di stelle che gli astronomi utilizzano in vari modi. Ad esempio, è stato possibile scoprire un gran numero di flussi stellari, galassie nane già inglobate nell’alone o nel rigonfiamento centrale. Altrettanto, possono essere usati per identificare gruppi fisici di stelle come gli ammassi aperti e globulari. Gli OC, discriminati grazie a strumenti come il diagramma colore-magnitudine (CMD) e le velocità intrinseche dei candidati, servono anche come traccianti per perfezionare la conoscenza della struttura galattica. Riportando in un grafico la loro posizione, possiamo costruire una mappa dettagliata del nostro settore galattico.

L’importanza degli algoritmi

Trovare tali gruppi nell’immensa mole di dati, non è un compito semplice. In prima approssimazione possiamo procedere con l’ispezione visiva delle immagini, ma è più efficiente affidarsi a specifiche procedure informatiche. Il gruppo cinesi ha utilizzato l’open source pyUPMASK per determinare la probabilità che i membri appartengano a un ammasso e non siano un raggruppamento casuale. Il sistema funziona e lo conferma il numero significativo di candidati. Tutti gli ammassi sono stati catalogati come GWNU con un numero progressivo da 1 a 541.

Posizioni dei nuovi candidati OC (punti rossi) e OC noti (punti grigi) determinati dalla parallasse mediana delle stelle membri.
(1) Immagine vista dal polo nord galattico da cui la Galassia ruota in senso orario. Le linee colorate mostrano i bracci a spirale.
(2) Vista di taglio. I segni più neri rappresentano i nuovi candidati di età superiore a 10 miliardi di anni.
(Tratto da Zhihong He, 2022)

Nel precedente studio, che era una ricerca alla cieca in Gaia DR2, dei 986 candidati ne sono stati confermati appena 74. Nella nuova ricerca è stato invece adottato l’algoritmo Dbscan che identifica raggruppamenti nello spazio in base ai parametri astrometrici. Il principio dell’algoritmo è giudicare se ci siano almeno N punti dati nel raggio vicino a ciascun punto di riferimento. Se il numero di punti adiacenti è uguale o maggiore di N, quel punto viene stabilito come nucleo di un ammasso e quelli vicini come membri, tutti i punti rimanenti vengono rigettati.

La caratterizzazione dei candidati

Per tutti i candidati sono state date le posizioni mediane, la parallasse, i movimenti propri e le dispersioni corrispondenti, nonché classificazioni basate sul CMD e sui fitting isocroni. Questo ha permesso di dividerli in tre classi: la 1 raggruppa candidati con caratteristiche di OC molto chiare, le classi 2 e 3 sono riferite a gruppi che necessitano di ulteriori approfondimenti.

Nello specifico, gli astronomi hanno esaminato visivamente il candidato e classificato per morfologia del CMD. I candidati di classe 1 hanno un numero sufficiente di stelle e CMD riconoscibili. I candidati di classe 2 e 3 manifestano CMD non netti, forse perché la selezione delle stelle dei membri è ancora incompleta per via di un forte arrossamento. La cosa è più che normale in direzione del Piano Galattico, dove si addensano nubi di polvere e gas. La maggior parte dei candidati mostra piccole dispersioni totali del moto proprio, perciò potrebbero essere genuini OC.

Anche la metalllicità è quella attesa

Il CMD permette anche di ottenere un gradiente di metallicità. I candidati nel disco interno presentano metallicità maggiore rispetto a quelli più periferici. Inoltre, per gli ammassi più giovani di 50 milioni di anni, la metallicità mostra una diminuzione maggiore in prossimità del Sistema solare, coerente con precedenti studi spettroscopici.

Questi risultati hanno molto aumentato il campione di OC entro 2 kpc dal Sole, cioè circa 6500 anni luce.

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Informazioni su Giuseppe Donatiello 282 Articoli
Nato nel 1967, astrofilo da sempre. Interessato a tutti gli aspetti dell'astronomia, ha maturato una predilezione per il deep-sky, in particolare verso i temi riguardanti il Gruppo Locale e l'Universo Locale. Partecipa a programmi Pro-Am nello studio dei flussi stellari in galassie simili alla Via Lattea mediante tecniche di deep-imaging. Ha scoperto sei galassie nane vicine: Donatiello I (2016), Donatiello II, III e IV nel sistema di NGC 253 (2020), Pisces VII (2020) e Pegasus V (2021) nel sistema di M31. Astrofotografo e autore di centinaia di articoli, alcuni con revisione paritaria.