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.

Sono stati analizzati dati infrarossi ottenuti con SPITZER/IRAC, appartenenti alla survey GLIMPSE (Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey), dell'ammasso giovane NGC 6611, al centro della Nebulosa dell'Aquila. Per tale ammasso abbiamo pubblicato (Guarcello et al. 2007, A&A, 462, 245) un catalogo multi banda con dati ottici (ottenuti con WFI@ESO), infrarossi (2MASS) ed X (ottenuti con CHANDRA/ACIS-I). In tale studio, abbiamo verificato che i candidati membri con disco sono piu' frequenti a maggiori distanze dalle stelle massicce associate all'ammasso. Con l'analisi dei dati IRAC abbiamo identificato piu' di 100 nuovi candidati membri con disco. Tale selezione é stata fatta tramite il diagramma colore-colore IRAC, nel quale le stelle con colori fotosferici, anche arrossati, sono facilmente distinguibili dalle protostelle e dalle sorgenti con disco. Tale criterio é stato utilizzato insieme ad opportuni indici di colore che, comparando i colori ottici con quelli infrarossi, hanno permesso di identificare le sorgenti con eccessi di emissione nelle singole bande IRAC. Con questi indici abbiamo potuto selezionare i candidati membri con disco per cui non erano disponibili le misure in tutte le bande IRAC. La conformitá dei campioni costituiti dalle stelle con eccesso in tali bande (fatta eccezione per quella centrata a 8.0$\mu$m) e 2MASS (principalmente con eccesso in K) ci permette di ipotizzare che nei dischi l'emissione nel vicino infrarosso provenga dalla stessa regione (nella zona di sublimazione delle polveri). Inoltre, il gran numero di stelle con eccessi, identificate nelle regione esterne della nebulosa, indica che il processo di formazione stellare interessa attualmente tutta la nube, e non solo la regione centrale dell'ammasso. Tali regioni esterne saranno studiate in raggi-X tramite due osservazioni CHANDRA/ACIS-I recentemente ottenute. Infine, la nuova lista di membri dell'ammasso, conferma i risultati di Guarcello et al. (2007).

Avendo a disposizione osservazioni in 10 bande, BVIJHK e le 4 bande di IRAC, é stato possibile analizzare le SED (Spectral Energy Distributions) dei membri con disco, al fine di studiarne le caratteristiche fisiche. Tale studio ha evidenziato l'importanza della radiazione fotosferica diffusa nella direzione di vista dalle polveri del disco. Tale effetto puo' essere tanto intenso da aumentare significativamente, rispetto ai valori fotosferici, il flusso osservato nelle bande piú blu, modificando i colori e spostando così la posizione delle stelle nel diagramma HR in modo da farle apparire piú vecchie di quanto siano. Inoltre gli indici di colore che abbiamo definito per selezionare stelle con dischi sono sensibili a questo effetto: ció ci permette di identificare come membri, anche in assenza di dati nel medio infrarosso, stelle il cui disco interno è totalmente evacuato e che, quindi, non presentano eccessi nel vicino infrarosso.

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 descritti in Prisinzano et al. (2006, presentazione al congresso ``Cool Stars 14''). La cross-correlazione di tale catalogo con i dati nei raggi X ottenuti nell'ambito del progetto COUP hanno consentito lo studio delle propietá nei raggi X delle protostelle di Orione (Prisinzano et al. 2008, ApJ, 677, 401; vedi sezione ``Astrofisica Stellare nei Raggi X'').

Figura 26: 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 di 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).

Figura 27: Immagine IRAC di NGC1893 in falsi colori (blu per $3.6 \mu$, verde per $4.5 \mu m$ e rosso per $8.0 \mu m$). La regione osservata ha dimensioni $\sim 31.2' \times 26.0'$, al centro del campo di vista si può osservare l'ammasso studiato, ancora immerso nella nebulosa da cui si è formato.

È stata completata l'analisi delle immagini IRAC/Spitzer della regione di formazione stellare NGC1893 (vedi Fig. 27), dell'etá di $3-4$ milioni di anni e 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 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 catalogo infrarosso 2MASS. Lo studio della SED delle sorgenti rivelate, attraverso il diagramma colore-colore nelle quattro bande di IRAC, ha permesso di identificate 242 T-Tauri classiche e 7 protostelle di classe 0/I, che appartengono all'ammasso. Inoltre, l'analisi di dati nella banda X ottenuti con Chandra, ha permesso di selezionare, grazie alla loro intensa emissione X, 110 membri dell'ammasso del tipo Weak-lined T-Tauri. Abbiamo stimato una frazione di dischi pari al $67 \%$, confrontabile con la frazione calcolata per regioni di formazione stellare vicine di età simile. Tale risultato conferma che la formazione stellare è un processo attivo anche nelle regioni esterne della Galassia (Caramazza et al. 2008, in stampa).

Nell'ambito delgli studi di ammassi ``vecchi'', utili per caratterizzare il disco galattico ed in particolare la sua distribuzione in etá ed evoluzione chimica, Prisinzano et al. (2008, sottomesso per la pubblicazione su A&A) hanno analizzato dati fotometrici dell'ammasso Collinder 261. L'obbiettivo era la derivazione dei parametri fondamentali dell'ammasso, come l'arrossamento, l'etá e la distanza, verificarndone inoltre la consistenza con determinazioni spettroscopiche di metallicitá. I dati fotometrici nelle bande BVI sono stati ottenuti tramite il telescopio da 2.2m dell'ESO. Dai diagrammi colore-magnitudine si sono derivate, con l'ausilio di isocrone teoriche, l'etá e la distanza dell'ammasso. Inoltre utilizzando valori di letteratura per la temperatura efficace di stelle giganti si é derivato l'arrossamento di Collinder 261 indipendentemente dal metodo del fitting delle isocrone. L'arrossamento é E(B-V)=0.28-0.29, l'etá 6-7 Gry ed il modulo di distanza $(V-M_V)_0$ =12.0-12.2. Questi valori sono consistenti con una metallicitá solare ed una legge di arrossamento normale.