Le Pleiadi

Le Pleiadi (conosciute anche come le Sette sorelle, la Chioccetta o con la sigla M45 del catalogo di Charles Messier) sono un ammasso aperto visibile nella costellazione del Toro. Questo ammasso, piuttosto vicino (440 anni luce), conta diverse stelle visibili ad occhio nudo; anche se dagli ambienti cittadini solo cinque o sei delle stelle più brillanti sono visibili, da un luogo più buio se ne possono contare fino a dodici. Tutte le sue componenti sono circondate da leggere nebulose a riflessione, osservabili specialmente in fotografie a lunga esposizione prese con telescopi di dimensioni ragguardevoli.

I membri visibili delle Pleiadi sono stelle blu o bianche, molto luminose; l’ammasso conta in realtà centinaia di altre stelle, la gran parte delle quali sono troppo deboli per essere visibili ad occhio nudo.

Le Pleiadi sono un ammasso giovane, con un’età stimata di circa 100 milioni di anni, e una vita prevista di soli altri 250 milioni di anni, a causa della sua bassa densità.

A causa della loro brillantezza e vicinanza fra loro, le stelle delle Pleiadi sono note dall’antichità: Omero le citava, come pure Tolomeo ed altri autori dell’età classica. Da quando fu noto che le stelle erano corpi celesti simili al Sole, si iniziò ad ipotizzare che fossero in qualche modo legate fra loro; con lo studio del moto proprio degli astri e la determinazione delle distanze, fu chiaro che le Pleiadi fossero realmente legate gravitazionalmente e che avessero un’origine comune.

Osservazione

L’ammasso delle Pleiadi si trova a nord dell’equatore celeste, dunque nell’emisfero boreale; la sua declinazione è pari a circa 24°N, pertanto è sufficientemente vicina all’equatore celeste da risultare osservabile da tutte le aree popolate della Terra, fino al circolo polare antartico. A nord del circolo polare artico appaiono invece circumpolari, mentre un grado a nord del Tropico del Cancro si possono osservare allo zenit. L’ammasso domina, nell’emisfero nord, il cielo serale dalla metà dell’autunno all’inizio della primavera, mentre dall’emisfero sud è un oggetto tipico del cielo estivo.

Le Pleiadi si individuano con grande facilità, anche dai centri urbani moderatamente afflitti da inquinamento luminoso; appaiono come un fitto gruppetto di astri molto vicini fra loro, di colore azzurro e dalla forma caratteristica, che ricorda quella di una chiocciola o una miniatura dell’Orsa Minore. Ad occhio nudo si possono scorgere, fuori dalle aree urbane, fino a una dozzina di componenti, sebbene le più appariscenti siano otto (cinque o sei in un cielo moderatamente inquinato).

Al binocolo si ha la visuale migliore: l’ammasso appare completamente risolto in stelle, le quali da otto diventano alcune decine; si può inoltre notare che molte di quelle che ad occhio nudo sembravano stelle singole appaiono ora disposte in coppia o in piccoli gruppi; due concatenazioni di stelle minori si possono osservare ad est e a sudovest.

La visione al telescopio a bassi ingrandimenti consente ancora di apprezzare la natura d’insieme dell’ammasso, mentre ad ingrandimenti maggiori non è possibile farlo rientrare tutto nell’oculare; telescopi più potenti possono inoltre mostrare fra le componenti delle deboli nebulosità diffuse, di colore azzurro, che riflettono la luce delle stelle principali delle Pleiadi.

Occultazioni

A causa della particolare posizione dell’ammasso delle Pleiadi, posto ad appena 4° dall’eclittica, sono frequenti i transiti e le occultazioni da parte dei corpi del nostro sistema solare.

Capita frequentemente che la Luna transiti davanti a quest’ammasso, occultandolo quasi completamente; si tratta di uno spettacolo che viene seguito specialmente dagli astrofili, anche dotati di strumenti di osservazione ridotti, come un semplice binocolo o un piccolo telescopio (strumenti troppo potenti non consentono, come già visto, di avere la visuale d’insieme). Sebbene infatti l’evento sia facilmente visibile anche ad occhio nudo, l’ausilio di questi strumenti consente di apprezzare appieno e con precisione l’occultazione di singole stelle dell’ammasso.

Meno frequentemente capita che anche i pianeti si avvicinino apparentemente alle stelle dell’ammasso, talvolta transitandovi in mezzo; ciò accade con più facilità con i pianeti a noi più vicini, come Mercurio, Venere e Marte. Grazie a questi incontri periodici si possono osservare in cielo delle figure insolite o dai colori fortemente contrastanti (come accade quando vi transita Marte, il cui colore rosso contrasta fortemente con l’azzurro delle stelle delle Pleiadi).

Composizione

L’ammasso, il cui nucleo ha un raggio di circa 8 anni luce ed il cui raggio mareale è di circa 43 anni luce, contiene più di 1000 membri, statisticamente confermati. È dominato da stelle blu calde e giovani, 14 delle quali possono essere potenzialmente viste ad occhio nudo, a seconda delle condizioni osservative. La disposizione delle stelle più luminose ricorda la forma dell’Orsa maggiore e dell’Orsa minore. Si stima che l’ammasso contenga 800 masse solari.

L’ammasso contiene numerose nane brune, oggetti con meno dell’8% circa della massa del Sole, non abbastanza massicci da innescare reazioni di fusione nucleare nei loro nuclei e diventare stelle luminose. Esse possono rappresentare fino al 25% della popolazione totale dell’ammasso, anche se contribuiscono meno del 2% della massa totale. Gli astronomi hanno compiuto grandi sforzi per trovare e poter analizzare nane brune nelle Pleiadi e in altri giovani ammassi, perché in questi ambienti sono ancora relativamente brillanti e osservabili, mentre le nane brune degli ammassi più vecchi sono ormai affievolite e molto più difficili da studiare.

Nell’ammasso delle Pleiadi sono presenti anche alcune nane bianche. Data la giovane età dell’ammasso, ci si aspetta che le stelle della sequenza principale non abbiano avuto il tempo di evolvere in nane bianche, processo che richiede diversi miliardi di anni. Si ritiene che le progenitrici delle nane bianche siano state stelle massicce in sistemi binari. I trasferimenti di massa dalla stella di massa superiore, durante la sua rapida evoluzione, alla compagna sarebbero risultati in un percorso più rapido per la formazione di una nana bianca, sebbene i dettagli di tale trasferimento da un pozzo gravitazionale più forte ad uno più debole non siano stati chiariti.

Secondo degli studi condotti nel 2007 col Telescopio Spaziale Spitzer e col Gemini Observatory delle Hawaii, è emerso che dei pianeti di tipo terrestre sarebbero in formazione o si siano formati attorno ad una delle componenti dell’ammasso, HD 23514, come risultato di una catastrofica collisione fra eventuali protopianeti; gli astronomi hanno analizzato le emissioni dalle particelle di polveri in orbita attorno alla stella ed hanno concluso che la spiegazione più probabile è che le particelle siano residui di uno scontro violento di pianeti o embrioni planetari.

Componenti principali

La tabella seguente fornisce dettagli sulle componenti principali dell’ammasso aperto:

Nome	Designazione	Magnitudine apparente	Classificazione stellare
Alcyone	Eta (25) Tauri	2,86	B7IIIe
Atlante	27 Tauri	3,62	B8III
Elettra	17 Tauri	3,70	B6IIIe
Maia	20 Tauri	3,86	B7III
Merope	23 Tauri	4,17	B6IVev
Taigete	19 Tauri	4,29	B6V
Pleione	28 (BU) Tauri	5,09 (var.)	B8IVep
Celeno	16 Tauri	5,44	B7IV
Asterope	21 e 22 Tauri	5,64;6,41	B8Ve/B9V
–	18 Tauri	5,65	B8V

Nebulosità a riflessione

In condizioni osservative ideali, alcune tracce di nebulosità compaiono in fotografie a lunga esposizione e possono essere viste attorno all’ammasso. Questo tipo di nebulosa è chiamato nebulosa a riflessione ed appare brillante a causa della riflessione della luce di una stella luminosa e calda da parte della polvere presente nella nebulosa.

Nel caso delle Pleiadi, si tratta di un sistema complesso di nebulose a riflessione; le più luminose sono state catalogate anche dal Catalogo NGC e dai suoi Index. In particolare, si tratta di NGC 1435, che avvolge la stella Merope, e IC 1990, a nord dell’ammasso. NGC 1432 fa da sfondo alle stelle più occidentali delle Pleiadi, ciascuna delle quali ha nelle vicinanze dei veli nebulosi più brillanti; Ced 19 è la sigla per questi frammenti, catalogati da Ced 19a a Ced 19q. La nebulosa di Alcione è nota anche come vdB 23, quella di Elettra come vdB 20 e quella di Maia come vdB 21.

Era stato inizialmente pensato che la polvere potesse essere un rimasuglio del processo di formazione dell’ammasso; ma all’età di 100 milioni di anni, quella generalmente accettata per le Pleiadi, quasi tutta la polvere originariamente presente dovrebbe essere stata ormai dispersa dalla pressione di radiazione già da molto tempo. Sembra, piuttosto, che l’ammasso stia transitando attraverso una regione di mezzo interstellare particolarmente polverosa; la prova che l’ammasso e la nebulosa non siano legate da una comune origine risiede nel fatto che possiedono una diversa velocità radiale.

Alcuni studi mostrano che la polvere responsabile della nebulosità non è uniformemente distribuita, ma è concentrata in due strati lungo la linea di vista dalla Terra. Questi strati potrebbero essere stati formati dalla decelerazione, nel moto della polvere verso le stelle, dovuta alla pressione di radiazione.

Distanza

La distanza delle Pleiadi è un importante elemento di riferimento nella scala delle distanze cosmiche. Poiché l’ammasso è relativamente vicino alla Terra, la sua distanza è relativamente semplice da misurare. Una volta noto il diagramma di Hertzsprung-Russell per l’ammasso, una conoscenza accurata della sua distanza permette agli astronomi, con un confronto, di stimare la distanza di altri ammassi. Altri metodi possono quindi essere utilizzati per determinare in cascata le distanze di galassie e ammassi di galassie da quelle dei singoli ammassi stellari e così è possibile stabilire una scala cosmica delle distanze.

I risultati di misurazioni precedenti al lancio del satellite Hipparcos (ESA, 1980) indicavano generalmente che le Pleiadi fossero a 135 parsec dalla Terra. Il valore misurato invece dal satellite fu di soli 118 parsec, utilizzando il metodo della parallasse stellare. Lavori successivi dimostrarono che la misura indicata da Hipparcos per le Pleiadi era affetta da un errore, sebbene non se ne fosse individuata l’origine. In seguito alla revisione dell’elaborazione dei dati del satellite Hipparcos, avvenuta nel 2008, è stata proposta quale distanza dell’ammasso dalla Terra quella di 122 parsec, corrispondente a 399 anni luce.

Altre misure, universalmente accettate, hanno indicato per la distanza delle Pleiadi dalla Terra il valore di 135 parsec, corrispondente a circa 440 anni luce. La diatriba su quale dei due valori sia da considerarsi corretto è ancora in atto. Si noti che il valore di 135 parsec è stato fornito dal Telescopio Spaziale Hubble, generalmente molto affidabile, che ha misurato la distanza di un’unica stella dell’ammasso. Hipparcos, invece, ha misurato le distanze di 54 stelle dell’ammasso, per il quale è stata stimata una distanza media. Nell’agosto del 2014, astronomi del National Radio Astronomy Observatory hanno misurato la distanza delle Pleiadi tramite una rete mondiale di radiotelescopi, risultata pari a 443 anni luce. Questa stima è stata giudicata la più precisa in assoluto sulla distanza dell’ammasso stellare.

Età ed evoluzione futura

L’età di un ammasso stellare può essere stimata per confronto tra il diagramma HR misurato per l’ammasso e quello derivante da modelli teorici di evoluzione stellare. Utilizzando queste tecniche, per le Pleiadi è stata stimata un’età compresa tra i 75 ed i 150 milioni di anni, dove lo scarto è dovuto alle incertezze nei modelli di evoluzione stellare. In particolare, modelli che includono un fenomeno noto come sovra-avanzamento convettivo (convective overshoot), in cui materiale proveniente da una zona convettiva irrompe in una zona non-convettiva, forniscono per la stella un’età apparente maggiore.

Un’altra metodologia per stimare l’età di un ammasso è di guardare agli oggetti di massa minore. In una stella della sequenza principale, il litio è rapidamente distrutto nelle reazioni di fusione nucleare che avvengono nel nucleo; una nana bruna, invece, può conservarne parte della quantità iniziale. La temperatura di ignizione per il litio è molto bassa, 2,5 milioni di kelvin, e ciò significa che le nane brune di massa maggiore riusciranno infine a bruciarlo. Determinando il limite massimo della massa delle nane brune (dell’ammasso) ancora contenenti litio, è possibile avere un’idea dell’età dell’ammasso stesso. Applicando questa tecnica alle Pleiadi si è stimata un’età di 115 milioni di anni.

Il moto proprio dell’ammasso lo condurrà fra molti millenni nel futuro a mutare posizione rispetto ad un osservatore a Terra, che lo vedrà transitare al di sotto del piede di quella che oggi è la costellazione di Orione. Inoltre, come la maggior parte degli ammassi aperti, le Pleiadi non resteranno gravitazionalmente vincolate in eterno, ma alcuni membri dell’ammasso saranno espulsi dopo incontri ravvicinati, mentre altri saranno spogliati di materia da campi gravitazionali mareali. Simulazioni suggeriscono che occorreranno circa 250 milioni di anni perché l’ammasso si disperda e che le interazioni gravitazionali con nubi molecolari giganti ed i bracci della Galassia accelereranno il processo.