Unresolved triple systems in the aged open cluster Trumpler 19: Discovery, confirmation, and implications
Questo studio utilizza rilievi multi-lunghezza d'onda e misurazioni della velocità radiale per identificare e confermare una popolazione di sistemi tripli e quadrupli non risolti nell'antico ammasso aperto Trumpler 19, dimostrando la loro sopravvivenza per quasi 4 miliardi di anni e rivelando una frazione di molteplicità più elevata rispetto al simile ammasso M 67.
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Le stelle sono raramente solitarie. Nel vicinato del nostro Sole, la maggior parte delle stelle si trova in coppia, e molte fanno parte di famiglie ancora più ampie composte da tre, quattro o più membri. Questi gruppi, noti come sistemi multipli, sono cruciali per comprendere come nascono le stelle, come pesano se stesse e come evolvono nel corso di miliardi di anni. Tuttavia, individuare queste famiglie oltre il nostro immediato cortile cosmico è incredibilmente difficile. Quando le stelle sono troppo lontane, si fondono in un unico punto di luce, rendendo impossibile capire se un punto luminoso sia una stella singola o una famiglia affollata che si nasconde in piena vista. Per risolvere questo problema, gli astronomi si rivolgono spesso agli ammassi stellari. Questi sono densi gruppi di stelle nate dalla stessa nube di gas allo stesso tempo e alla stessa distanza. Poiché ogni stella in un ammasso condivide la stessa età e composizione chimica, essi fungono da laboratorio controllato. Se una stella in l'ammasso appare insolitamente luminosa, è probabile che non sia perché è un tipo diverso di stella, ma perché è in realtà due o più stelle che brillano insieme.
Un team di astronomi ha ora utilizzato questo approccio da laboratorio per scoprire una popolazione nascosta di complesse famiglie stellari in un antico ammasso aperto chiamato Trumpler 19. Situato a circa 2.300 pc nel piano della nostra galassia, questo ammasso è vecchio circa 3,7 miliardi di anni. Combinando i dati di diverse potenti indagini celesti, i ricercatori hanno mappato la luminosità e il colore di migliaia di stelle nell'ammasso. Sapevano che una coppia di stelle identiche sarebbe apparsa circa tre quarti di magnitudine più luminosa di una stella singola dello stesso tipo. Ma stavano cercando qualcosa di ancora più luminoso: stelle così luminose da dover essere triplette o quadruplette, sistemi in cui tre o quattro stelle sono legate insieme. Il team ha identificato una sequenza distinta di queste stelle eccessivamente luminose che si posiziona ben al di sopra della linea normale delle stelle singole nei loro grafici. Per confermare che fossero effettivamente membri dell'ammasso e non solo casuali stelle di sfondo, hanno utilizzato un grande telescopio dotato di uno spettrografo per misurare la velocità con cui queste stelle si stavano muovendo. I risultati hanno mostrato che le candidate stelle luminose e multi-stellari si muovevano alla stessa velocità del resto dell'ammasso, provando che appartengono a esso.
La scoperta è significativa perché dimostra che queste complesse famiglie possono sopravvivere per molto tempo. Mentre sistemi tripli e quadrupli sono stati osservati in giovani ammassi, trovarli in un ammasso antico come Trumpler 19 suggerisce che siano straordinariamente stabili. I ricercatori hanno scoperto che la frazione di questi sistemi multipli in Trumpler 19 è paragonabile a quella che vediamo nel vicinato solare, sebbene il campione locale includa stelle più deboli che sono più difficili da vedere da questa distanza. Interessante è che Trumpler 19 contiene quasi tre volte più sistemi tripli e quadrupli non risolti rispetto a un altro famoso ammasso, di età simile, chiamato M 67. Questa differenza è enigmatica perché entrambi gli ammassi hanno circa la stessa età e hanno masse totali simili. Ciò solleva la questione se Trumpler 19 sia nato con più di queste famiglie, o se M 67 sia riuscito in qualche modo a smantellarle nel tempo. Lo studio esclude altre spiegazioni per l'eccessiva luminosità, come errori di misurazione, stelle variabili che pulsano in luminosità o la presenza di dischi polverosi che le giovani stelle spesso possiedono. I dati indicano chiaramente che si tratta di vere, longeve famiglie di stelle.
Questo lavoro evidenzia la potenza delle moderne indagini celesti nel rivelare l'architettura nascosta della galassia. Utilizzando misurazioni precise delle posizioni e dei movimenti delle stelle, combinate con profonde immagini nel infrarosso, il team è stato in grado di distinguere tra stelle singole e complesse famiglie che prima erano indistinguibili. Le scoperte suggeriscono che la formazione e la sopravvivenza di sistemi stellari multipli possano variare significativamente da un ammasso all'altro, anche quando tali ammassi sembrano molto simili in superficie. Saranno necessarie osservazioni future con telescopi ancora più potenti per vedere se questo schema si mantiene in altri ammassi e per comprendere esattamente perché alcuni ammassi sembrano preservare queste complesse famiglie mentre altri no. Per ora, la scoperta in Trumpler 19 fornisce uno sguardo raro sulla stabilità a lungo termine delle più affollate famiglie stellari dell'universo.
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