Questa illustrazione a tre fotogrammi mostra come un gruppo di stelle può rompersi, lanciando i membri nello spazio. Vignetta 1:membri di un sistema a più stelle orbitanti l'uno sull'altro. Quadro 2:due delle stelle si avvicinano nelle loro orbite. Quadro 3:le stelle in orbita ravvicinata alla fine si fondono o formano una stretta binaria. Questo evento rilascia abbastanza energia gravitazionale per spingere tutte le stelle del sistema verso l'esterno, come mostrato nel terzo pannello. Credito:NASA, ESA, e Z. Levy (STScI)
Mentre le famiglie reali britanniche combattevano la Guerra delle Rose nel 1400 per il controllo del trono d'Inghilterra, un gruppo di stelle stava conducendo la sua controversa schermaglia:una guerra stellare lontana nella Nebulosa di Orione.
Le stelle si stavano scontrando in una lotta gravitazionale, che si è conclusa con la rottura del sistema e l'espulsione di almeno tre stelle in direzioni diverse. Il veloce, le stelle ribelli sono passate inosservate per centinaia di anni fino a quando, negli ultimi decenni, due di loro sono stati individuati nelle osservazioni a infrarossi e radio, che potrebbe penetrare nella spessa polvere della Nebulosa di Orione.
Le osservazioni hanno mostrato che le due stelle viaggiavano ad alta velocità in direzioni opposte l'una dall'altra. L'origine delle stelle, però, era un mistero. Gli astronomi hanno rintracciato entrambe le stelle nella stessa posizione indietro di 540 anni e hanno suggerito che facessero parte di un sistema multistellare ormai defunto. Ma l'energia combinata del duo, che li spinge verso l'esterno, non tornava. I ricercatori hanno ragionato che ci deve essere almeno un altro colpevole che ha sottratto energia al lancio della stella.
Ora il telescopio spaziale Hubble della NASA ha aiutato gli astronomi a trovare l'ultimo pezzo del puzzle catturando una terza stella in fuga. Gli astronomi hanno seguito il percorso della stella ritrovata fino alla stessa posizione in cui si trovavano le due stelle precedentemente note 540 anni fa. Il trio risiede in una piccola regione di giovani stelle chiamata Nebulosa Kleinmann-Low, vicino al centro del vasto complesso della Nebulosa di Orione, situato 1, 300 anni luce di distanza.
"Le nuove osservazioni di Hubble forniscono una prova molto forte che le tre stelle sono state espulse da un sistema a più stelle, " ha affermato il ricercatore capo Kevin Luhman della Penn State University di University Park, Pennsylvania. "Gli astronomi avevano precedentemente trovato alcuni altri esempi di stelle in rapido movimento che risalgono a sistemi a più stelle, e quindi probabilmente sono stati espulsi. Ma queste tre stelle sono gli esempi più giovani di tali stelle espulse. Probabilmente hanno solo poche centinaia di migliaia di anni. Infatti, basato su immagini a infrarossi, le stelle sono ancora abbastanza giovani da avere dischi di materiale residuo della loro formazione."
Tutte e tre le stelle si stanno muovendo molto velocemente mentre escono dalla nebulosa Kleinmann-Low, fino a quasi 30 volte la velocità della maggior parte degli abitanti stellari della nebulosa. Sulla base di simulazioni al computer, gli astronomi hanno predetto che questi tiro alla fune gravitazionali dovrebbero verificarsi in giovani ammassi, dove le stelle appena nate sono ammassate. "Ma non abbiamo osservato molti esempi, soprattutto nei grappoli molto giovani, "Ha detto Luhman. "La Nebulosa di Orione potrebbe essere circondata da ulteriori stelle involontarie che sono state espulse da essa in passato e ora stanno fluendo via nello spazio".
L'immagine del telescopio spaziale Hubble della NASA mostra un raggruppamento di giovani stelle, chiamato ammasso del trapezio (al centro). Il riquadro appena sopra l'ammasso del trapezio delinea la posizione delle tre stelle. Un primo piano delle stelle è in alto a destra. Il luogo di nascita del sistema multistellare è contrassegnato come "posizione iniziale". Due delle stelle -- etichettate BN, e io, " per la sorgente I -- sono stati scoperti decenni fa. La sorgente I è immersa in una polvere densa e non può essere vista. La terza stella, "X, " per la sorgente x, è stato recentemente scoperto che si è spostato notevolmente tra il 1998 e il 2015, come mostrato nell'immagine nel riquadro in basso a destra. Credito:NASA, ESA, K. Luhman (Penn State University), e M. Robberto (STScI)
I risultati della squadra appariranno il 20 marzo, numero 2017 di The Lettere per riviste astrofisiche .
Luhman si imbatté nella terza stella veloce, chiamato "fonte x, " mentre era a caccia di pianeti liberi nella Nebulosa di Orione come membro di un team internazionale guidato da Massimo Robberto dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland. Il team ha utilizzato la visione nel vicino infrarosso della Wide Field Camera 3 di Hubble per condurre il sondaggio. Durante l'analisi, Luhman stava confrontando le nuove immagini a infrarossi scattate nel 2015 con le osservazioni a infrarossi scattate nel 1998 dalla Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS). Notò che la fonte x aveva cambiato considerevolmente la sua posizione, rispetto alle stelle vicine nei 17 anni tra le immagini di Hubble, indicando che la stella si stava muovendo velocemente, circa 130, 000 miglia orarie.
L'astronomo ha quindi osservato le precedenti posizioni della stella, proiettando il suo percorso indietro nel tempo. Si rese conto che nel 1470 la sorgente x era stata vicina alla stessa posizione iniziale nella Nebulosa Kleinmann-Low di altre due stelle in fuga, Becklin-Neugebauer (BN) e "fonte I".
BN è stato scoperto nelle immagini a infrarossi nel 1967, ma il suo rapido movimento non è stato rilevato fino al 1995, quando le osservazioni radio hanno misurato la velocità della stella a 60, 000 miglia orarie. La fonte I sta viaggiando all'incirca 22, 000 miglia orarie. La stella era stata rilevata solo in osservazioni radio; perché è così pesantemente avvolto nella polvere, la sua luce visibile e infrarossa è in gran parte bloccata.
Le tre stelle molto probabilmente sono state cacciate di casa quando si sono impegnate in una partita di biliardo gravitazionale, ha detto Luhman. Ciò che accade spesso quando un sistema multiplo va in pezzi è che due delle stelle membri si avvicinano abbastanza l'una all'altra da fondersi o formare un binario molto stretto. In ogni caso, l'evento rilascia abbastanza energia gravitazionale per spingere tutte le stelle del sistema verso l'esterno. L'episodio energetico produce anche un massiccio deflusso di materiale, che è visto nelle immagini NICMOS come dita di materia che fluiscono lontano dalla posizione della sorgente incorporata che stella.
futuri telescopi, come il telescopio spaziale James Webb, sarà in grado di osservare un'ampia fascia della Nebulosa di Orione. Confrontando le immagini della nebulosa riprese dal telescopio Webb con quelle realizzate da Hubble anni prima, gli astronomi sperano di identificare più stelle in fuga da altri sistemi a più stelle che si sono disgregati.
Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra la NASA e l'ESA (Agenzia spaziale europea). Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, gestisce il telescopio. Lo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora conduce le operazioni scientifiche di Hubble. STScI è gestito per la NASA dall'Associazione delle Università per la Ricerca in Astronomia, Inc., a Washington, D.C.
