Fotometria ottica e IR di ammassi aperti

Le osservazioni fotometriche di ammassi, insieme con le osservazioni spettroscopiche e in banda X, permettono di identificare i membri di un ammasso e di determinarne le proprietà individuali come la massa e l'età, la presenza di dischi circumstellari e l'influenza da parte della radiazione UV da stelle massicce sui dischi delle stelle giovani.

A complemento di studi iniziati negli anni più recenti dagli stessi ricercatori di OAPA sull'ammasso giovane NGC 6530 (connesso alla ``Lagoon Nebula'', M8) sia utilizzando dati in raggi X (Chandra/ACIS: Damiani et al. 2004) che ottici (ESO/WFI: Prisinzano et al. 2005), sono stati studiati i dati nel vicino infrarosso (2MASS) e nuovi dati spettroscopici ottici (VLT/FLAMES). Il confronto tra i dati in raggi X, e la fotometria ottica/IR (Damiani et al. 2007, A&A, 459, 477) ha permesso di evidenziare un sottogruppo di stelle con eccessi di emissione nel vicino IR (indipendenti dall'arrossamento), la maggior parte dei quali non rivelati in raggi X, che quindi costituiscono una nuova parte della popolazione dell'ammasso, che conta in tal modo oltre 1100 membri certi. E' stato trovato che questo sottogruppo tende a popolare la regione nord dell'ammasso, in cui pochi membri erano noti in precedenza, e relativamente lontana dalle stelle più brillanti, con possibili implicazioni sui tempi scala di evoluzione del materiale circumstellare in questi oggetti. Negli spettri a banda larga di queste stelle si ritrovano sia caratteristiche ``tipiche'' delle stelle di pre-sequenza, sia altre meno usuali, ma simili a quelle di nebulose in riflessione osservate attorno ad oggetti molto giovani in regioni di formazione stellare vicine (p.es. Toro-Auriga). Ciò contribuisce a dare un quadro molto più ricco ed articolato del processo di formazione stellare nella regione di NGC 6530.

E` stata analizzata anche un'osservazione WFI della regione di formazione stellare NGC 6611. Questa regione è caratterizzato da un'intensa attività di formazione stellare e dalla presenza di molte stelle massicce, concentrate in una piccola regione di spazio. L'analisi congiunta in ottico (che permette di determinare le proprietà fotosferiche delle stelle, fig.36), in infrarosso (che permette di di studiare le proprietà e la struttura termica dei dischi circumstellari) e in banda X (che fornisce un criterio di appartenenza all'ammasso e quindi della sua distribuzione spaziale) ha permesso di identificare le stelle con dischi circumstellari e la loro distribuzione spaziale. Il risultato principale è che le stelle con dischi circumstellari sono meno concentrate vicino le stelle massicce, suggerendo che il processo di fotoevaporazione degli strati esterni dei dischi provocato dalla radiazione UV di tali stelle può modificare l'evoluzione dei dischi. La distribuzione spaziale delle stelle con disco suggerisce quindi che la radiazione delle stelle massicce abbia influenzato i tempi scala evolutivi dei dischi circumstellari vicini, anche se non si hanno prove riguardo la formazione stellare sequenziale; si noti inoltre che il tempo di rilassamento del nucleo, stimato in Guarcello et al. (2007, A&A, 462, 245), è maggiore dell'età delle stelle con disco.

È in corso l'analisi dei dati Spitzer/IRAC di questa regione. Usando tali dati, e' stato possibile identificare ulteriori 110 membri con eccessi nell'IR. Lo studio della Distribuzione Spettrale di Energia (SED) e le proprietà IR di tali oggetti ha consentito di identificare le stelle di ClasseII, ovvero con disco, e quelle di Classe I, ovvero quelle che oltre al disco presentano anche un inviluppo circumstellare. Le stelle di ClassIII sono invece state selezionate principalmente sulla base dell'emissione nei raggi X.

Nell'ambito di una collaborazione con alcuni ricercatori dello Spitzer Science Center e dello Space Telescope Institute, è stata svolta un'analisi dell'ammasso della Nebulasa di Orione, con particolare riferimento alla regione del Trapezio. Utilizzando i nuovi dati fotometrici ottenuti nell'ambito dell'HST Treasury Program, le immagini profonde UBVI and JHK prese con gli strumenti WFI@2.2m ESO e ISPI@4m CTIO e infine le immagini ottenute con lo strumento IRAC di Spitzer, è stato ottenuto un nuovo catalogo completo di questa regione. Tali dati hanno consentito di avviare un'analisi sulla dispersione di età delle stelle di Orione. I risultati iniziali di questo studio sono stati presentati in Prisinzano et al. (2006, Cool Stars). La cross-correlazione di tale catalogo con i dati nei raggi X ottenuti nell'ambito del progetto COUP, consentiranno di studiare le proprietà nei raggi X delle protostelle e delle stelle con processi di accrescimento.

Infine, durante il soggiorno di 6 mesi allo Spitzer Science Center della dottoranda M. Caramazza, sono state ridotte e analizzate le immagini IRAC/Spitzer della regione di formazione stellare NGC1893 ($\sim3$Myrs), che si trova nella regione esterna della Galassia. Tale regione è stata scelta con l'obiettivo di studiare le caratteristiche del processo di formazione stellare in questo ammasso e verificare se esse dipendono dalle diverse condizioni delle nubi molecolari delle regioni esterne della Galassia. L'analisi delle immagini IRAC ha consentito di ottenere un catalogo di 1028 sorgenti, di cui il 25% non identificate con il 2MASS. Lo studio della SED delle sorgenti rivelate ha permesso di identificate 315 stelle con disco, che dunque appartengono all'ammasso. Tale risultato conferma che la formazione stellare è un processo attivo anche nelle regioni esterne della Galassia (Caramazza et al. 2007, IAUS 243, in press).

Figura 36: Diagramma Colore-Magnitudine delle sorgenti ottiche all'interno del campo WFI (puntini) dell'ammasso NGC 6611. Nel diagramma sono evidenziate anche le sorgenti con controparte X, che identificano la regione occupata dalle stelle dell'ammasso, i vettori d'estinzione media stimati per le stelle di campo e le sorgenti di NGC6611, la ZAMS alla distanza stimata per l'ammasso e le isocrone di 0.1, 0.25, 1, 2.5, 3 e 5 milioni di anni. Figura tratta da Guarcello et al. (2007).