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Regioni di formazione stellare, ammassi stellari e stelle giovani

Ad aggi i progetti in corso in questa branca dell’Astrofisica sono volti principalmente allo studio delle stelle molto giovani in regioni di formazione stellare vicine al Sole. Tale studio consente di comprendere i meccanismi fisici in atto nelle prime fasi evolutive, durante la fase dai nuclei proto-stellari fino all’innescarsi delle fusioni nucleari all’interno delle stelle.

Le osservazioni e il confronto fra le proprietà delle stelle giovani a varie distanze nella nostra Galassia o in galassie vicine ci permettono di capire gli effetti ambientali e la loro importanza sia per la singola stella che sulle proprietà globali, come per esempio la funzione iniziale di massa, che costituisce uno dei parametri fondamentali per lo studio dell’evoluzione stellare. Dalla determinazione delle proprietà individuali delle stelle giovani così studiate è possibile comprendere fenomeni molto più complessi e violenti come quelli che si osservano in galassie esterne.

Lo studio dell’evoluzione dei dischi circumstellari delle stelle giovani è funzionale alla comprensione dei meccanismi e delle condizioni di formazione dei sistemi planetari, della loro evoluzione e delle loro caratteristiche.

Infine le regioni di formazione stellare e gli ammassi aperti forniscono dei laboratori naturali per lo studio delle stelle, permettendo di determinare alcuni parametri fisici fondamentali come la distanza, l’età e la composizione chimica per potere comprendere il ruolo di altri parametri come la massa e la rotazione stellare.

La ricerca sulle stelle giovani è necessariamente multi-banda: le diverse componenti di un sistema stellare giovane si manifestano infatti in bande diverse dello spettro elettromagnetico (in particolare infrarosso, visibile e X). A tale scopo vengono utilizzate strutture sia da terra che dallo spazio con dimensioni diverse in funzione dell’obiettivo scientifico. Per esempio, i telescopi di dimensioni moderate da terra, permettono il monitoraggio fotometrico e l’osservazione di stelle brillanti mentre i telescopi più grandi permettono le osservazioni delle stelle più deboli e delle nane brune. Tra i telescopi in uso citiamo il Telescopio Nazionale Galileo (TNG) alle Canarie, i telescopi presenti allo European Southern Observatory (ESO) a LA SILLA, il Very Large Telescope (VLT), e il GranTeCan che è da poco disponibile alla comunità scientifica. Analogamente sono usati estensivamente i telescopi spaziali dall’infrarosso ai raggi X (Spitzer, HST, CoRot, Chandra, XMM/Newton, Herschel).

Un altro filone è lo studio delle proprietà dei cosiddetti YSOs (Young Stellar Object), cioè stelle nelle primissime fasi evolutive, in diverse regioni di formazione stellare e diversi ambienti. I ricercatori italiani sono significativamente coinvolti come PI (principal investigator) di osservazioni per alcune caratteristiche che questi YSOs presentano.

Molte stelle giovani mostrano il fenomeno dei getti di materia (jets) e lo studio delle loro proprietà fisiche, chimiche e cinematiche è un altro importante campo di ricerca nel quale ricercatori italiani dell’INAF hanno avuto un ruolo di leadership per lo sviluppo di metodi di diagnostica basati su righe spettrali sia ottiche che infrarosse e per aver svolto osservazioni con strumentazione di ultima generazione quale la spettroscopia a campo integrale e la strumentazione a bordo di HST. Alcuni di questi getti emettono nella banda X ed è in corso lo sviluppo di un modello numerico che permetta di spiegare tali emissioni.

Infine si porta avanti lo studio di regioni più lontane con un numero rilevante di stelle calde e massicce che possono influenzare la formazione e l’evoluzione di nuove stelle.

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