Identificazione di stelle giovani del Taurus-Aurigae nell'XMM-Newton Extended Survey of Taurus (XEST)

I ricercatori dell'OAPa hanno partecipato ad una collaborazione internazionale, guidata dal Dr. M. Güdel del Paul Scherrer Institut, dedicata allo studio della regione di formazione stellare del Taurus-Auriga per mezzo di osservazioni effettuate con gli strumenti EPIC ed RGS di XMM-Newton. La regione del Taurus-Auriga è una delle più attive e più vicine (140 pc) regioni di formazione di stelle di piccola massa, contenente diverse protostelle, stelle T Tauri classiche e weak-lined e nane brune. La regione copre una vasta regione del cielo, essendo costituita da varie nubi molecolari più o meno distanti tra loro, e quindi richiede diversi puntamenti per poterne studiare le proprietà globali. Il progetto, denominato XMM-Newton Extended Survey of the Taurus Molecular Cloud (XEST) è stato basato su una serie di 19 puntamenti di circa 30 ks ciascuno su altrettante regioni della nube molecolare di Taurus-Auriga (TMC), a cui sono state aggiunte 9 osservazioni di altri campi della regione disponibili nell'archivio di XMM-Newton. In totale la survey copre un'area di circa 5 gradi quadrati. I risultati dell'analisi sono stati presentati in una serie di 16 articoli, pubblicati a giugno 2007 in una sezione speciale di Astronomy & Astrophysics (vol. 468).

Uno degli scopi della survey è stato quello di identificare nuovi membri della regione di formazione stellare grazie alla loro rivelazione in raggi X. I ricercatori di Palermo hanno identificato, fra le sorgenti X non associate a oggetti già noti, 57 sorgenti con controparte infrarossa e fotometria compatibile con la loro appartenenza a questa regione. Tra questi è stato possibile individuare 12 candidati con maggiore probabilità di appartenenza alla regione di Taurus-Auriga, sulla base delle alte temperature medie coronali derivate dagli spettri X e/o dall'osservazione di brillamenti intensi.

Nel 2007 sono stati ottenuti spettri ottici di 25 tra i candidati più brillanti nel visibile con il Telescopio Nazionale Galileo (TNG) situato sull'isola di La Palma e gestito dall'INAF, allo scopo di verificare la loro appartenenza alla regione di Taurus-Auriga tramite misure di righe in assorbimento del Litio, studio dei profili di righe H$\alpha$ in emissione, misure di gravità superficiale e classificazione spettrale. Questo studio (Scelsi et al. 2008) ha portato alla conferma di 10 nuovi membri della regione TMC, mentre 3 altri candidati restano incerti.

Figure: Pannello superiore: Posizioni dei candidati di Taurus-Auriga nel diagramma $M-L_{\rm X}$, con masse e luminosità X stimate prima delle osservazioni ottiche, assumendo che le stelle fossero tutte appartenenti alla regione. I simboli con un punto centrale indicano i migliori candidati stabiliti sulla base della presenza di brillamenti o evidenza di plasma caldo. I nuovi membri confermati sono indicati dai quadrati. Le linee punteggiate indicano la fascia determinata dai membri di Taurus-Auriga noti in precedenza, all'interno della quale la linea tratteggiata è la relazione di best-fit. Pannello inferiore: diagramma $M-L_{\rm X}$ aggiornato in base ai risultati delle osservazioni ottiche con il TNG. I cerchi indicano i nuovi membri individuati da Scelsi et al. (2008), con diverse grandezze dei simboli in base all'età. Le curve in verde indicano il luogo dei punti delle stelle in regime di saturazione, in funzione dell'età, come indicato in figura.

La Fig.  mostra un diagramma massa $-$ luminosità X, $M-L_{\rm X}$, per le stelle di cui è stato possibile stimare la massa. Da questa figura è possibile trarre diverse conclusioni interessanti: 1) tutti i nuovi membri del TMC cadono all'interno di una fascia centrata su una relazione $M-L_{\rm X}$ precedentemente determinata dai membri già noti della regione, mentre le 5 sorgenti al di fuori di questa fascia sono state verificate non appartenervi; 2) parte della correlazione $M-L_{\rm X}$ può essere spiegata con la presenza di stelle in regime di saturazione ( $L_{\rm X}/L_{\rm bol} \approx 10^{-3}$) con età diverse ($t > 10^6$anni); stelle di campo più vecchie possono essere confuse con stelle di pre-sequenza principale della TMC, per cui la relazione $M-L_{\rm x}$ è una condizione necessaria ma non sufficiente per stabilire l'appartenenza di candidati alla regione di formazione stellare; 3) d'altra parte, la presenza di brillamenti nell'emissione X o l'evidenza di plasma caldo rappresentano un criterio di selezione sufficiente ma non necessario, e quindi complementare al precedente.