Complesso nebuloso molecolare del Cigno

Il Complesso nebuloso molecolare del Cigno (noto anche semplicemente come Complesso del Cigno) è una nube molecolare gigante posta nel cuore della Via Lattea boreale, in direzione della costellazione del Cigno. Si tratta di una delle aree di formazione stellare più turbolente della nostra Galassia, nonché del complesso nebuloso molecolare più grande conosciuto nella Via Lattea; al suo interno sono presenti diverse regioni H II, vaste e brillanti associazioni stellari, ammassi aperti e un gran numero di stelle fra le più luminose della nostra Galassia.

La struttura più notevole del complesso è nota con la sigla di catalogo Sh2-109; si tratta di un vasto insieme, esteso per centinaia di anni luce, di regioni H II ionizzate da stelle molto brillanti, raddensate nelle diverse associazioni OB presenti in quest'area di cielo. Sh2-109 è anche la parte più luminosa e più evidente del vastissimo complesso nebuloso molecolare noto come Cygnus X; la massa totale di gas e polveri presenti in questa regione è compresa fra le 10.000 e le 100.000 masse solari.

La regione si trova al limite fra il Braccio di Orione, in cui si trova il nostro sistema solare, e il Braccio di Perseo, a una distanza stimata sui 5000 anni luce; il complesso sarebbe ancora in una fase iniziale della sua evoluzione, come sarebbe testimoniato dalla presenza di alcuni ammassi aperti estremamente giovani e concentrati con componenti stellari brillanti e massicce. Nella parte più remota della regione, connesso con una delle associazioni OB della zona, si trova il ben noto oggetto Cygnus X-1, una sorgente di raggi X da molti considerata come un buco nero che risucchia la materia della sua stella compagna, una supergigante blu.

Osservazione

Il complesso del Cigno si trova in direzione del tratto di cielo compreso fra la brillante stella Deneb e Sadr, il cuore del Cigno; tuttavia, né ad occhio nudo, né con un binocolo o un piccolo telescopio è possibile individuarla; ciò che appare con un piccolo strumento è un insieme di aggregati di stelle e piccoli ammassi aperti, che formano un chiarore abbastanza evidente al punto che il tratto di Via Lattea di cui fanno parte è uno dei più luminosi del cielo.

Trovandosi nell'emisfero boreale ad una declinazione pari a circa +40°, l'area del complesso nebuloso è perfettamente osservabile da tutte le regioni settentrionali della Terra, da cui appare visibile per gran parte dell'anno e, a nord del 50º parallelo nord, persino circumpolare; questo ramo di Via Lattea domina completamente il cielo serale dell'estate e dell'autunno boreali, dove appare praticamente allo zenit alle medie latitudini settentrionali. Dall'emisfero australe invece questo tratto di cielo è osservabile con grande difficoltà, specie a partire dalle medie latitudini australi in direzione sud; nella fascia tropicale meridionale è invece discretamente osservabile.Come si evince da: Una declinazione di 40°N equivale ad una distanza angolare dal polo sud celeste di 50°; il che equivale a dire che a nord del 50°N l'oggetto si presenta circumpolare, mentre a sud del 50°S l'oggetto non sorge mai.

Per poter notare anche la nebulosità associata è necessario un potente telescopio, ma il metodo migliore per poterla rilevare è quello di sfruttare le potenzialità dell'astrofotografia; occorre poi tener presente che la parte di cielo in cui si condensa la nube è in gran parte oscurata da un grande complesso di nebulose oscure, noto nell'emisfero nord come Fenditura del Cigno o "Sacco di Carbone boreale", che si frappone alla nostra linea di vista.

Nelle epoche precessionali

A causa del fenomeno conosciuto come precessione degli equinozi, le coordinate celesti di stelle e costellazioni possono variare sensibilmente, a seconda della loro distanza dal polo nord e sud dell'eclittica.

Deneb, Sadr e il tratto di Via Lattea del complesso del Cigno si trovano a circa 20h di ascensione retta, ossia non lontano dalle 18h, che equivalgono al punto in cui, con l'eccezione della zona attorno al polo nord dell'eclittica, gli oggetti celesti raggiungono la loro declinazione più meridionale.Basta pensare che l'intersezione dell'eclittica con le 18h di ascensione retta equivale al punto in cui si trova il Sole al solstizio d'inverno del 22 dicembre.

Attualmente, avendo passato le 18h di ascensione retta circa 2500 anni fa, il complesso tende ad assumere delle declinazioni sempre più settentrionali.Per determinare ciò è sufficiente analizzare le due coordinate fornite dal SIMBAD per gli equinozi vernali del 1950 e del 2000, le cui coordinate sono rispettivamente +19°52' e +19° 41'. Quando, fra circa 11000 anni, il complesso si troverà alle 6h di ascensione retta, raggiungerà il punto più settentrionale: in quell'occasione, si troverà, come si vede nell'immagine a lato, a pochi gradi dal polo nord celeste.

Ambiente galattico e linea di vista L'area della nostra Galassia visibile in direzione della costellazione del Cigno è dominata in senso assoluto dalla distesa di nebulose oscure nota come Fenditura del Cigno; si tratta di un sistema di nubi a bassa velocità che sembra, dal nostro punto di vista, attraversare in senso longitudinale tutta la Via Lattea a sud di Sadr per una lunghezza pari a ben 86°. Questa nube si trova ad una distanza media di circa 700 parsec (pari a 2300 anni luce) e si estende per circa 1000 anni luce. Sul bordo di questo complesso di nubi si trovano alcuni ammassi aperti, come NGC 6940, distante circa 2400 anni luce, e alcune stelle di Wolf-Rayet, fra le quali spicca la brillante WR 147, la cui luminosità è fortemente oscurata (appare di quindicesima magnitudine apparente, sebbene la sua magnitudine assoluta sia pari a -4,7) alla distanza di 630 parsec (2050 anni luce).

Osservando dalla Terra in direzione nord rispetto alla Fenditura del Cigno, si individuano due celebri nebulose: la Nebulosa Nord America e la Nebulosa Pellicano; entrambe si trovano ad una distanza di circa 800 parsec (2600 anni luce), dunque a breve distanza dal complesso oscuro della Fenditura. Questo complesso, assieme a quello della stessa Fenditura, fanno in effetti parte dello stesso estesissimo sistema di nubi molecolari giganti che separano la Cintura di Gould, ossia il ramo delle stelle brillanti in cui è immerso anche il nostro Sole, da quello dei grandi complessi stellari e nebulosi del Cigno, situati oltre questa nube.

Al di là di questo sbarramento oscuro si trovano le grandi associazioni OB Cygnus OB7 e Cygnus OB4; all'estrema periferia dei grandi complessi nebulari del Cigno giace un discreto numero di ammassi aperti, alcuni dei quali sono osservabili senza eccessive difficoltà anche con piccoli strumenti, come NGC 6910 e il ben noto M29; entrambi si trovano ad oltre 5000 anni luce da noi. Il complesso molecolare vero e proprio è formato da Sh2-109, che ne costituisce la porzione più vasta e che estende le sue propaggini fin quasi a questi ammassi, e Cygnus X, un vasto complesso non illuminato completamente ma che emette forte radiazione ai raggi X; Sh2-109 e Cygnus X occupano assieme quasi 450 parsec di diametro, pari a ben 1400 anni luce.

Sul bordo che dalla Terra appare essere quello "meridionale" del complesso, ad una distanza di 5100 anni luce, si trova un altro ammasso aperto facilmente osservabile, NGC 6871; Nel settore del complesso posto in direzione opposta alla nostra linea di vista giacciono invece alcune fra le più intrinsecamente brillanti associazioni OB: è il caso dell'associazione Cygnus OB1, la più "meridionale", Cygnus OB9 e soprattutto la brillantissima Cygnus OB2, che contiene alcune fra le stelle più luminose conosciute all'interno della nostra Galassia, fra le quali spicca Cygnus OB2-12.

Proseguendo ulteriormente, superando dunque il complesso e inoltrandosi nelle aree più remote conosciute in questo settore galattico, si incontrano altre due brillanti associazioni OB, Cygnus OB3 e Cygnus OB8, alle quali si aggiunge un ammasso aperto osservabile con difficoltà, NGC 6819, tutti un po' staccati rispetto alla linea di vista del complesso; la distanza di tutti questi oggetti si aggira sui 7700 anni luce. Ad una distanza simile, ma in un'altra direzione, poco a nord-ovest di Deneb vista dalla Terra, si trova infine un'altra regione H II, nota come Sh2-115, ionizzata dalle brillanti stelle dell'ammasso Berkeley 90, la quale contiene 4400 masse solari di gas e polveri in circa 110 anni luce di diametro.

Struttura

Il complesso molecolare, come visto, si trova a una distanza di circa 5000 anni luce da noi, in direzione di un tratto molto ricco della Via Lattea; è possibile distinguere alcune aree differenti, tutte parte dello stesso complesso: le due principali sono la vasta estensione chiamata Cygnus X e l'insieme di regioni H II nota come Sh2-109. La prima comprende la struttura più vasta, che permea le grandi associazioni OB presenti in quest'area, mentre l'ultima è un sistema di dense nebulose in cui è attiva la formazione stellare. L'area di Cygnus X è fortemente oscurata dal complesso oscuro della Fenditura, che si sovrappone alla nostra linea di vista e che maschera quasi completamente sia le grandi regioni H II, sia i brillantissimi campi stellari delle varie associazioni di stelle giovani.

In totale nel complesso sono state identificate ben 159 nubi distinte, delle quali sono note diverse caratteristiche come la densità, le dimensioni e la massa; a ciò si aggiungono sette grandi regioni H II, tre resti di supernova, 45 stelle T Tauri, 18 getti molecolari e ben 215 sorgenti di radiazione infrarossa, coincidenti con oggetti stellari giovani e protostelle, probabilmente associate con le nubi molecolari.

IC 1318 Una delle strutture più dense e più facilmente osservabili è formata dal sistema nebuloso di IC 1318 (Sh2-108); nelle fotografie si mostra come un insieme di nebulose più o meno circondanti la stella Sadr e più o meno staccate fra di loro, al punto che sono state classificate come nebulose separate: sono infatti numerate da IC 1318a fino a IC 1318e, andando da ovest a est. A rendere brillante la nebulosa non è, come può sembrare, la stella Sadr, dato che in realtà non è legata al complesso molecolare: anche se si tratta di una stella molto distante, posta attorno ai 1500 anni luce da noi, è decisamente in primo piano rispetto al campo nebuloso. Il sistema di IC 1318 si trova completamente immerso nelle regioni più centrali del complesso molecolare del Cigno, assieme ad un gran numero di piccole strutture minori. Una intensa linea oscura separa le due sezioni più orientali di questa nebulosa, poco a sud-est di Sadr; si tratta di una nebulosa oscura classificata come LDN 889; secondo degli studi condotti su quest'area di cielo, sembrerebbe più o meno accertato che non si tratta di una banda di polveri in sovrapposizione sulla nostra linea di vista, ma, a differenza della gran parte delle nebulose oscure di questa regione, sarebbe proprio fisicamente legata al complesso nebuloso molecolare. Inoltre, la presenza di acqua nella forma di vapore come componente del mezzo interstellare locale sarebbe una diretta evidenza della presenza di protostelle; la formazione stellare, fenomeno per altro diffuso in questa regione della Galassia, sarebbe in via di rallentamento solo in alcune piccole aree alla periferia di questa sottostruttura.

La parte più intensa osservabile direttamente è proprio la sezione di IC 1318 visibile nei pressi della banda oscura LDN 889; le parti più occidentali si presentano invece più rarefatte e filamentose, il che farebbe pensare che questa parte è stata formata in realtà da una o più esplosioni di supernovae.

Sh2-109