RICERCA ITALIANA     

POPOLAZIONI STELLARI MULTIPLE IN AMMASSI GLOBULARI: CENSIMENTO, CARATTERIZZAZIONE E ORIGINE

Università degli Studi di Padova

Abstract

Gli ammassi globulari (AG) sono tra gli oggetti piu' interessanti della nostra Galassia: sono tra le piu' vecchie componenti la cui formazione possa essere datata accuratamente, tracciano importanti fasi della evoluzione iniziale della Galassia e sono importanti laboratori per l'evoluzione stellare, la dinamica stellare e per la comprensione della formazione di oggetti peculiari quali le LMXB, le pulsar etc. Gli ammassi globulari possono essere visti in galassie esterne e ivi usati come traccianti della storia evolutiva della galassia ospite. Infine, essendo concepiti come composti da stelle fondamentalmente coeve e chimicamente omogenee sono stati utilizzati come esempi di "Singole Popolazioni Stellari" (SSP) con le quali verificare e calibrare i modelli sintetici di popolazioni stellari, strumento basilare per lo studio di galassie distanti.

Tuttavia, negli ultimi anni, questa idea tradizionalmente accettata di AG ospitanti singole, semplici popolazioni stellari e' cambiata drammaticamente. Si e' scoperto che alcuni di loro contengono popolazioni stellari multiple, aventi differenze di eta' di un miliardo di anni o piu', e soprattutto caratterizzate da popolazioni stellari sorprendentemente ricche di He. L'evidenza osservativa e' basata su sequenze multiple nel diagramma colore-magnitudine (CMD), ma anche sull'analisi della composizione chimica di grandi campioni di singole stelle. Percio' >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giampaolo Piotto Università degli Studi di PADOVA

Obiettivo del Programma di Ricerca

La recente scoperta di sequenze evolutive multiple negli Ammassi Globulari (AG) galattici e della presenza di un'anticorrelazione tra elementi chimici anche tra stelle non evolute di sequenza principale (MS) hanno definitivamente dimostrato che il paradigma di AG ospitanti semplici, singole popolazioni stellari non e' supportato da evidenze osservative. Da una parte questi risultati hanno sicuramente reso lo scenario osservativo molto piu' complicato di quanto si pensasse un tempo, ma dall'altra hanno pure indicato una possibile strada per una miglior comprensione della formazione ed evoluzione degli AG. Per la prima volta potremmo dunque avere in mano la chiave per risolvere un certo numero di problemi (incluso il problema del secondo parametro) sui quali gli astronomi si sono arrovellati senza successo per decenni.

Su questa tematica noi ci troviamo in una posizione avvantaggiata. I membri del nostro gruppo, sia singolarmente che tramite fruttuose e attive collaborazioni, hanno avuto un ruolo prominente nei piu' recenti risultati in questo campo. Nel limitato periodo di tempo di questo progetto ci aspettiamo di risolvere almeno alcuni di questi problemi aperti e di iniziare a ricomporre un quadro complessivo sulla formazione ed evoluzione degli AG e delle loro stelle. A questo scopo il nostro gruppo include alcuni dei maggiori esperti internazionali in fotometria di alta accuratezza in campi affollati, nella spettroscopia ad alta >>>

Risultati parziali attesi

In questa sezione descriveremo i risultati principali attesi dalla presente ricerca, ed elencheremo un numero di prodotti finali che verranno messi a disposizione all'intera comunita' astronomica.

RISULTATI PRINCIPALI

Il nostro gruppo include ricercatori con capacita' molto diverse che, in maniera indipendente o all'interno di collaborazioni piu' ristrette, hanno gia' contribuito ai maggiori avanzamenti nel campo delle popolazioni stellari di ammasso. Unendo i nostri sforzi in questo progetto ci aspettiamo di dare fondamenta solide allo scenario osservativo, e di iniziare a rispondere ad alcune domande fondamentali che rimangono aperte, incluse quelle riguardanti la diffusione del fenomeno popolazioni multiple tra gli AG, il contenuto chimico delle differenti generazioni stellari all'interno dei singoli AG, la loro influenza sull'evoluzione di queste stelle e la possibile origine di queste popolazioni. Abbiamo adottato approcci differenti, e i risultati di ogni Working Package (WP) contribuiranno a questi obiettivi finali. Abbiamo intenzione, nelle fasi finali del progetto (v. Sez. 14) di raccogliere tutti i nuovi risultati al fine di dare un quadro complessivo coerente sulle popolazioni multiple negli AG.

Di seguito descriveremo i risultati principali che ci attendiamo da ogni WP. Essi saranno raggruppati secondo i tre principali approcci di indagine. Sottolineiamo il fatto che i risultati >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Gli ammassi globulari (AG) hanno un ruolo prominente nell'astrofisica moderna. Essi sono gli oggetti piu' vecchi per i quali si possa misurare accuratamente l'eta', fornendo cosi' un vincolo cosmologico indipendente. Essi si sono formati prima del resto della galassia che li ospita e forniscono quindi indicazioni sulla formazione delle galassie. Dato il gran numero di stelle che li compongono rappresentano il laboratorio ideale per calibrare e verificare i modelli di evoluzione stellare, nonche' quelli dinamici. Infine, essendo concepiti come agglomerati di stelle coeve e chimicamente omogenee, sono usati come "modelli" di Popolazioni Stellari Semplici (SSP) con i quali verificare e calibrare i modelli sintetici di popolazione stellare, uno strumento basilare per studiare galassie a basso ed alto redshift.

Scoperte recenti hanno scosso il tradizionalmente accettato concetto di AG come popolazioni stellari semplici. Sequenze evolutive multiple sono state trovate prima in Omega Cen (Bedin et al. 2004), e poi in NGC2808 (Piotto et al. 2007), e NGC1851 (Milone et al. 2007). Queste popolazioni multiple differiscono da AG ad AG: (i) in Omega Cen (si veda Fig. 1 alla fine della presente sezione) vi sono sia una doppia sequenza principale (MS), sia almeno quattro distinti rami subgiganti (SGB, Villanova et al. 2007) e giganti (RGB, Sollima et al. 2005), nonche' un ramo orizzontale (HB) estremamente complesso; (ii) In >>>