“Il Braccio di Orione, un ramo familiare”

«Io ne ho viste cose che voi umani non potreste immaginarvi: navi da combattimento in fiamme al largo dei Bastioni di Orione, e ho visto i Raggi B balenare nel buio vicino alle porte di Tannhäuser. E tutti quei momenti andranno perduti nel tempo, come lacrime nella pioggia. È tempo di morire.» (Rutger Hauer/Roy Batty, dal film “Blade Runner“)

Il “Braccio di Orione“, noto anche con i termini di “Braccio Locale” o “Sperone di Orione” (dall’inglese Orion Spur) è un braccio minore interno alla nostra Galassia, ma di estrema importanza dal momento che dentro vi si trova il nostro Sistema Solare. Il suo nome deriva dal fatto che il suo punto più ricco e intenso, visibile dalla Terra, si trova in direzione della Costellazione di Orione. Secondo recenti studi astronomici, questo Braccio si origina dal “Braccio del Sagittario” in direzione della Costellazione della Freccia (o dell’Aquila) e presenta una biforcazione, con un ramo che segue l’andamento degli altri Bracci, nonché un ulteriore ramo diretto verso quelli esterni. Al suo interno sono ospitati un numero consistente di complessi nebulosi molecolari, alcuni dei quali giganti, in gran parte oscuri, nonché alcune delle regioni di formazione stellare tra le più attive conosciute all’interno della nostra Galassia; in aggiunta a ciò, vi è anche la quasi totalità delle Stelle visibili ad occhio nudo, tra cui anche le Pleiadi, il Presepe, la Nebulosa di Orione, etc.

Il nostro Sole è posizionato all’interno del Braccio, vicino al bordo interno della “Bolla Locale” a circa 8.000 parsec (26.000 anni luce) dal “Centro della Galassia“, in una posizione intermedia fra il suo nucleo e la sua estrema periferia. È da tenere presente che nelle Galassie a Spirali, i Bracci hanno un andamento simile a quello di una spirale logaritmica, una figura che si può teoricamente mostrare come il risultato di un disturbo, nella rotazione uniforme della massa stellare. Come le Stelle, anche i “Bracci a Spirale” ruotano intorno al Centro, ma con una velocità angolare che varia da punto a punto, ciò significa che le Stelle transitano all’interno e all’esterno dei Bracci, dove la velocità di rivoluzione diminuisce man mano che si procede verso l’esterno, risultando invece più rapida al suo interno. Si pensa, inoltre, che questi Bracci siano delle aree con la più alta densità di Materia, e che delle vere e proprie onde di densità energetica vengono emanate dal “Centro Galattico” al loro interno, cambiandone continuamente morfologia e posizione.

Queste onde, in teoria, dovrebbero aumentare la densità dell’idrogeno molecolare e che, manifestando fenomeni di instabilità gravitazionale, conducono poi ad un suo collasso capace di dar luogo alla formazione di protostelle. Per questo motivo, i Bracci, appaiono più luminosi rispetto al Disco, non tanto perché la loro massa sia notevolmente elevata, ma perché contengono un numero di gran lunga superiore di Stelle giovani e brillanti, rispetto al Disco stesso. Strutture simili al “Braccio di Orione“, ovvero degli analoghi Bracci intermedi che si dispongono trasversalmente, andando ad intersecarne altri più esterni, sembrano essere un elemento comune a tante Galassie a Spirale, come la famosa M74 nella Costellazione dei Pesci, o M101 nell’Orsa Maggiore. Rispetto ai Bracci maggiori conosciuti, quello di Orione ci presenta delle particolarità di non poco conto. Esso, come sappiamo si origina dal “Braccio del Sagittario” all’altezza della grande regione di formazione stellare W51[1], indicata come punto di biforcazione, e prosegue verso la regione di “Cygnus X“, il “Complesso di Cefeo“, la “Bolla Locale” (dove si trova il nostro Sole) e il “Complesso di Orione“.

Oltre alla Nebulosa di Gum, presenta a sua volta una biforcazione dove una parte devia in direzione del Cane Maggiore e si dirige verso l’esterno della Via Lattea, dapprima intersecando il “Braccio di Perseo“, formando inoltre un addensamento di Stelle giovani, raggiungendo poi così il “Braccio Esterno“; la seconda ramificazione, più piccola, si dirige invece verso le Vele nella regione “Vela Molecular Ridge“, per alcune migliaia di anni luce, terminando oltre la regione di Puppis A e dell’Associazione di Turner5. Nonostante non vi sia un consenso generale sul collocare il punto di inizio del Braccio, la maggioranza degli studiosi concorda che abbia origine da una ramificazione esterna del “Braccio del Sagittario“. Tale ramificazione avviene all’altezza della parte settentrionale della Costellazione dell’Aquila (o in direzione della Freccia), ma la difficoltà dell’osservazione è dovuta alla sovrapposizione di diversi banchi di gas e polveri interstellari, che oscurano la luce degli oggetti situati al di là di essi; questi banchi nebulosi si trovano a una distanza circa di 650-980 anni luce, e vanno a formare la meglio conosciuta “Fenditura dell’Aquila”[2].

La parte più settentrionale dell’Aquila ospita un grande complesso nebuloso molecolare, W51, una delle regioni di formazione stellare tra le più estese della Via Lattea, primo stadio di una massiccia Associazione OB[3], che alcuni studi indicano come regione di origine del Braccio, seppure ci siano tesi che negano tale eventualità (indicando altre sorgenti di biforcazione), come quella presente nella Nube NGC 6820; questa nube più estesa è visibile nella Costellazione della Volpetta, legata all’Associazione Vulpecula OB1. Tra le regioni di maggiore interesse e pienamente visibili ed osservabili dalla Terra, ci sono: il CignoCefeo, la Regione Locale, la Fascia Centrale, Perseo, Orione, UnicornoCane Maggiore, il Ramo delle Vele e il Ramo Esterno. Per motivi di studio ci soffermeremo solo sulla nostra regione, la Fascia Centrale, lasciando tutte le altre alla discrezione dello studente, specie nell’approfondirle con ulteriori ricerche esterne a questo studio, essendo essenzialmente nozioni astronomiche.

La Fascia Centrale – Nella fascia mediana compresa tra la “Fenditura del Cigno” e la biforcazione del Braccio in direzione della Poppa e delle Vele, giace il Sistema Solare; come consequenziale che sia, la gran parte degli oggetti visibili ad occhio nudo nei cieli notturni, sul nostro pianeta, sono compresi in questa regione galattica. Tra questi oggetti vi è l’associazione “Scorpius-Centaurus” che costituisce una vastissima struttura ad anello, incompleta, formata da Stelle relativamente giovani e massicce, orientata su di un piano inclinato rispetto a quello galattico; questo semicerchio identificato da Benjamin Gould nel 1879, è noto col nome di “Cintura di Gould” e comprende delle Stelle luminose visibili nelle Costellazioni di CassiopeaPerseoToroOrioneCane Maggiore (eccetto la stella Sirio), ex Nave Argo (Poppa, Carena e VeleCroce del Sud, Centauro, Lupo e Scorpione.)

Gli astronomi tendono ad assegnare a questa struttura dinamica un’età di 20/30 milioni di anni, e prevedono che buona parte delle Stelle qui contenute, potrà esistere ancora per un periodo di 60 milioni di anni. Circa la sua creazione ci sono diverse teorie in merito, ma vari scenari ipotizzati sostengono che il passaggio di una nube ad alta velocità attraverso il Braccio della Via Lattea, scatenò un incremento di tutta la formazione stellare, a cui seguirono delle esplosioni di supernovae, formando poi in séguito la stessa “Cintura“. Il punto più probabile da cui avrebbe avuto origine il fenomeno di formazione, e che fece scattare questa serie di stelle supernovae, è quello del Gruppo Perseus OB3, dove circa 50 milioni di anni fa si originarono alcune grandi “Associazioni OB“, poi in parte dissòltesi; a quella generazione di Stelle appartengono anche formazioni superstiti, come l’Ammasso di Alfa Persei (Mel 20) e Cepheus OB6.

Sembra che l’azione combinata del vento stellare e delle esplosioni stellari, abbia prodotto una potentissima onda d’urto e che avrebbe spazzato via eventuali nubi interstellari, generando così una superbolla del raggio di 200-500 parsec. Il Gas, poi, si sarebbe accumulato ai bordi di tale struttura, innescando fenomeni massicci di formazione stellare che infine hanno portato alla nascita di molte delle associazioni OB, osservabili attorno al Sole, e che costituiscono il “Grande Anello della Cintura di Gould“. Dentro all’Anello, formato da questa Cintura, si trova la “Bolla Locale“, una regione del mezzo interstellare con una densità più bassa rispetto alle zone circostanti, dove al suo interno si trova il Sistema Solare e tutte le Stelle situate entro un raggio di alcune decine di anni luce di distanza.

La fascia mediana del “Braccio di Orione” (la parte in direzione opposta al “Centro Galattico” rispetto al Sole) contiene anche una seconda sequenza di nubi molecolari giganti, e che producono un forte oscuramento della scia della Via Lattea visibile in direzione di Perseo, della Giraffa e del Toro. Tra gli oggetti più notevoli visibili sul bordo di queste nubi oscure vi sono l’Associazione di Alfa Persei (Perseus OB3), a una distanza di 200 parsec, l’Ammasso delle Iadi e l’Ammasso aperto delle Pleiadi, uno degli oggetti meglio noti e riconoscibili tra quelli appartenenti al Braccio stesso; la sequenza prosegue poi in direzione del Toro, dove a latitudini galattiche meridionali si trova la Grande Nube del Toro (140 parsec di distanza) che risulta essere tra le nubi molecolari giganti più vicine al Sistema Solare. All’interno della Nube del Toro è presente una ricchissima popolazione di Stelle di pre-sequenza principale, fra cui le famose Stelle T Tauri.


[1] Secondo altri studi che prendono sempre in esame le misurazioni della parallasse di alcune regioni di formazione stellare, il punto di origine del “Braccio di Orione” non sarebbe W51 ma la sorgente di radiazione infrarossa G59.7+0.1 (IRAS 19410+2336), posta in primo piano rispetto a W51 (e quindi più vicina), nei pressi della Nebulosa NGC 6820; W51 farebbe invece pienamente parte del “Braccio del Sagittario“.

[2] La “Fenditura dell’Aquila” è il nome dato a un complesso di nebulose oscure che si stagliano contro la scia luminosa della Via Lattea, a cavallo dell’equatore celeste in direzione della Costellazione dell’Aquila, oscurandone la brillantezza; essa è ben osservabile ad occhio nudo nei cieli estivi boreali (o invernali australi), come una linea oscura che divide in senso longitudinale la Via Lattea, aprendosi sempre più verso sud fino ad oscurarne il lato occidentale, per poi disperdersi al di fuori della scia luminosa in direzione della Costellazione dell’Ofiuco.

[3] In Astronomia col termine Associazione OB, s’intende un gruppo di Stelle giovani, calde e massicce di classe spettrale O e B (da cui il nome) che si trovano entro una ristretta regione di spazio e che emettono una grande quantità di luce ultravioletta che ionizza il gas circostante, formando una regione H II. Le Associazioni OB sono ammassi stellari che possono contenere da poche unità fino a centinaia di Stelle (in quest’ultimo caso si dicono Superassociazioni OB) e, in genere, si trovano nei Dischi delle Galassie a Spirale nei quali sono in atto dei processi di formazione stellare molto intensi. Le Stelle ivi presenti hanno un’età compresa tra i 5 e 50 milioni di anni, si tratta quindi di zone privilegiate dove studiare la loro formazione.