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 supernove, 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 Via Lattea con il suo potenziale gravitazionale.
Distribuzione delle stelle di Westerlund 1 analizzate nello studio in uscita su A&A. Nel grafico si distinguono quelle ancora legate all’ammasso e quelle non legate, nonché 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. Crediti: L. Prisinzano et al., A&A, 2026
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. 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.
Un team di ricercatori guidato dall’astrofisica Loredana Prisinzano dell’Inaf di Palermo ha analizzato i dati di Gaia relativi alle stelle nella regione del superammasso Westerlund 1, oggetto del progetto Ewocs, guidato da Mario Guarcello. I ricercatori hanno isolato un campione di 559 stelle dell’ammasso con massa superiore a sette 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.
Loredana Prisinzano (Inaf Oa Palermo), prima autrice dello studio in uscita su A&A
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, subendo 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 due milioni di anni fa tra Westerlund 1 e la materia (stelle e nebulose) che popola il piano della Via Lattea.
«Questo studio è la dimostrazione lampante di come il satellite Gaia sia una vera e propria “macchina da guerra” per lo studio dei moti propri stellari», dice Prisinzano, «e Westerlund 1 ne rappresenta un banco di prova estremo. Situato a oltre 13mila anni luce di distanza e pesantemente oscurato dalle polveri interstellari, è un oggetto per il quale le parallassi misurate da Gaia presentano incertezze troppo elevate per fornire distanze precise. Tuttavia, la qualità dei moti propri rimane impressionante. È proprio grazie a queste piccolissime incertezze nei movimenti trasversali delle stelle che abbiamo potuto identificare i membri dell’ammasso e condurre un’analisi cinematica estremamente accurata. Questo ci ha permesso di svelare non solo le complesse dinamiche di espansione e distorsione di questo superammasso, ma anche di trovare prove evidenti di un processo di dissoluzione in atto».
Per saperne di più:
- Leggi il preprint dell’articolo in uscita su Astronomy & Astrophysics “EWOCS-XI: Anisotropic expansion and shear in the cluster Westerlund 1. A 2D kinematic analysis with Gaia DR3”, di L. Prisinzano, F. Damiani, C. Ordenes-Huanca, M. Tarantino, S. Sciortino, N.J. Wright, V. Almendros-Abad, M. Andersen, A. Bayo, R. Bonito, V. Cusimano, M. Haberle, K. Mužic, I. Negueruela, E. Sabbi, A. Winter e M.G. Guarcello