STRUTTURA A LARGA E A PICCOLA SCALA DEL MEZZO INTERSTELLARE VERSO L’ASSOCIAZIONE ORIONE OB1

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In questa tesi si presenta uno studio della dinamica e della struttura a piccola e grande scala del mezzo interstellare (ISM) nell’associazione Orione OB1, una regione di stelle giovani e massicce nella costellazione di Orione.

Dopo aver discusso le varie componenti e la fisica di interesse del mezzo interstellare viene descritta la regione studiata: partendo dalle osservazioni in diverse lunghezze d’onda si ricostruiscono le principali proprietá di questa zona della galassia che éla regione di formazione stellare meglio osservabile e rappresenta un laboratorio unico per lo studio dei processi dinamici dovuti all’interazione tra le stelle e il mezzo interstellare.Si evidenzia come la scelta dell’associazione Orione OB1 per questo lavoro sia stata principalmente legata alla necessitá di avere stelle sufficientemente luminose alla stessa distanza e in una direzione della galassia il meno possibile affollata, questo perché eravamo interessati a studiare l’assorbimento del mezzo interstellare lungo molte linee di vista per ricostruire, sfruttando la dinamica del gas e quindi lo spostamento doppler delle righe in assorbimento, strutture a piccola e a larga scala del mezzo stesso. Sebbene la scelta di una generica associazione OB vicina al sole soddisfi i primi due requisiti, solo questa regione si trova in direzione opposta al centro galattico e presenta linee di vista che con buona confidenza campionano solo il mezzo interstellare dell’associazione. 
Ci si sofferma sui processi dinamici del mezzo interstellare, discutendo in particolare la fisica dgli shocks astrofisici e le strutture denominate “Bubbles” e “Superbubbles”, create dal rilascio di energia delle stelle sotto forma di venti stellari ed esplosioni di Supernovae. Tali processi sono interessanti non solo perché determinano la struttura e le proprietá fisiche del mezzo interstellare, ma anche perché possono contribuire a loro volta alla nascita di nuove zone di formazione stellare: tale processo di feedback rappresenta un anello fondamentale nella comprensione della catena evolutiva delle stelle e del mezzo interstellare nelle galassie. 
Lo studio é stato effettuato analizzando spettri stellari nell’ultravioletto, scegliendo solo stelle di tipo spettrale B appartenenti all’associazione OB1 in Orione. Delle 814 stelle contenute nel catalogo Orion OB1 ne sono state scelte 69 richiedendo che fosse stabilita con accuratezza l’appartenenza all’associazione, che il loro tipo spettrale fosse B e che fossero presenti spettri UV nel database della missione IUE. La relativa vicinanza della regione (circa 350-450 pc) ha infatti permesso di usare stelle di tipo B, stelle la cui luminositá non é così elevata da influenzare pesantemente il mezzo interstellare locale. Stelle di tipo O invece possono creare un bias se usate come linee di vista in quanto parte dell’assorbimento si origina nelle strutture del mezzo locale, dovute alla presenza di intensi venti stellari e radiazione ionizzante, rendendo impossibile distinguere l’assorbimento dovuto al mezzo interstellare globalmente influenzato dell’associazione.
La regione dell’ultravioletto permette di osservare molte linee di assorbimento dovute al gas ionizzato: ci si attende che questa regione sia importante per lo studio in quanto la presenza di stelle giovani (la formazione stellare é un processo cominciato circa 10 milioni anni fa e tuttora attivo nella zona) garantisce intensi venti stellari, abbondanza di radiazione ionizzante e fenomeni altamente energetici come l’esplosione di supernovae.
L’osservazione nell’ultravioletto non é possibile da terra a causa dell’assorbimento dell’atmosfera terrestre. Perciò sono stati utilizzati i dati raccolti da alcune missioni spaziali: dal database di IUE (International Ultraviolet Explorer) sono stati ottenuti tutti gli spettri disponibili per l’associazione Orione OB1, di questi solo 69 sono stati utilizzati in questo lavoro; per confronto e verifica sono stati utilizzati anche spettri a più alta risoluzione ottenuti dalle missioni GHRS e STIS a bordo dell’Hubble Space Telescope.
Il doppietto di struttura fine del carbonio ionizzato é stato utilizzato come riga d’indagine per stabilire l’assorbimento del mezzo interstellare lungo la linea di vista, infatti alle basse densitá del mezzo interstellare le collisioni sono infrequenti e il doppietto non viene equipopolato come invece accade nell’atmosfera delle stelle. Questo in molti casi risulta utile per confermare l’origine non stellare dell’assorbimento lungo la linea di vista.
Per ottenere una stima dell’abbondanza (column density) e della velocitá del gas in assorbimento si é dovuto eliminare il contributo della stella dallo spettro; questo é stato ottenuto sottraendo un modello sintetico generato dal codice NLTE Phoenix, uno dei codici per la computazione di spettri sintetici più all’avanguardia. Il fit tra modello e spettro stellare é stato effettuato convolvendo lo spettro sintetico, alla temperatura corrispondente al tipo spettrale della stella, con la Psf di IUE e la rotazione stellare.
Si é così ottenuta una mappa con una stima dell’abbondanza (column density) del carbonio ionizzato alle varie velocitá per la regione dell’associazione Orione OB1.
 Questo lavoro ha confermato la presenza di una struttura su larga scala nella regione di Orione, con velocit’a radiale di circa -100 km/s, giá nota in letteratura come “Orion’s Cloak”, migliorandone la determinazione spaziale e evidenziando variazioni nella struttura a piccola scala. Assorbimento a velocitá comprese tra circa -70 km/s e +30 km/s é stato osservato in molte linee di vista, confermando anche la struttura disomogenea del gas a media e bassa velocitá.
Infine sono stati posti dei limiti alle dimensioni e alla disomogeneitá dello “Orion’s Cloak”, cercando poi di inferire, confrontando le osservazioni con i modelli teorici, sulla sua origine e sulla possibile evoluzione.