Grande Nube di Magellano

La Grande Nube di Magellano (ingl. Large Magellanic Cloud, abbreviata in LMC in notazione internazionale) è una galassia nana, probabilmente satellite della Via Lattea, e la più grande delle due Nubi di Magellano. Data la sua relativamente breve distanza di soli , è la galassia più vicina alla Via Lattea dopo la Nana Ellittica del Cane Maggiore () e quella del Sagittario (), quest'ultima posta dalla parte opposta del centro galattico rispetto al sistema solare.

La Grande Nube di Magellano ha una massa equivalente a circa 10 miliardi di volte quella del Sole (), pari a circa un decimo della massa della Via Lattea, ossia circa 20 miliardi di stelle; con un diametro di circa 17 000 anni-luce è dunque anche la quarta galassia più grande del Gruppo Locale, dopo quella di Andromeda, la via Lattea e la galassia del Triangolo.

Sebbene la Grande Nube sia spesso considerata una galassia irregolare, essa contiene una barra di notevole spessore che attraversa il suo centro che suggerisce che in origine si trattasse di una galassia spirale barrata la quale, a causa delle grandi forze mareali dovute all'interazione con la nostra Galassia e con la Piccola Nube di Magellano, abbia subito delle deformazioni. Il database degli oggetti extragalattici della NASA la considera infatti di classe SB(s) m, secondo la classifica di Hubble.

È visibile a occhio nudo come un debole oggetto nel cielo notturno dell'emisfero australe della Terra, al confine tra le costellazioni del Dorado e della Mensa. È chiamata così in onore di Ferdinando Magellano che la osservò assieme alla sua compagna (detta Piccola Nube di Magellano) nel suo viaggio di circumnavigazione terrestre.

Nella Nube si trova la Nebulosa Tarantola, la regione di formazione stellare più attiva del Gruppo Locale di galassie. Inoltre, nel 1987, fu osservata nella Nube l'esplosione di quella che sarebbe diventata famosa come Supernova 1987a.

Osservazione amatoriale

La Grande Nube di Magellano è un oggetto dell'emisfero australe, visibile dalla Terra solo da latitudini inferiori al diciottesimo parallelo nord; il suo debole chiarore tuttavia fa sì che sia ben osservabile solo a partire da circa 1000 km a sud dell'equatore. Invisibile alle latitudini temperate boreali, si presenta circumpolare in quasi tutto l'emisfero sud, quindi da città come Sydney (in Australia), Città del Capo (in Sudafrica) e Rio de Janeiro (in Brasile) è sempre visibile in qualunque periodo dell'anno. Si trova quasi esattamente in direzione del polo sud dell'eclittica, caratteristica che fa in modo che non sia mai osservabile allo zenit in un cielo notturno.Questo accede perché quando il polo dell'eclittica si trova perfettamente allo zenit, l'eclittica, che sta a 90° dal polo, si trova esattamente coincidente con tutta la circonferenza disegnata dall'orizzonte; pertanto quando il polo eclittico è allo zenit il Sole è sempre presente, in qualunque periodo dell'anno, rasente l'orizzonte.

Gran parte della Nube ricade entro i confini della costellazione del Dorado. Si mostra in un cielo non inquinato come una chiazza chiara di forma vagamente ellissoidale, delle dimensioni di 7-8 gradi; dà l'idea di un brandello separato della Via Lattea, visibile una ventina di gradi più ad est. La si individua senza grandi difficoltà, circa 20 gradi a sud-sud-ovest della brillante stella Canopo; la parte più notevole della Nube si trova nell'angolo a nord-est, ed è costituito dalla Nebulosa Tarantola, il cui vago chiarore è distinguibile anche ad occhio nudo nelle notti più buie e limpide.

La caratteristica più evidente anche ad occhio nudo è la grande barra centrale che l'attraversa in senso est-ovest, dove si concentra la gran parte degli oggetti celesti molti dei quali sono visibili anche con un telescopio amatoriale; la parte a nord della barra appare molto frammentata e irregolare, ricchissima di nebulose diffuse e campi di stelle giovani. La parte a sud invece, che ricade nella costellazione della Mensa, non ospita oggetti notevoli e le sue dimensioni sono inferiori rispetto alla parte nord.

Oggetti come la Nebulosa Tarantola e i campi stellari della parte settentrionale appaiono in un riflettore newtoniano da ricchissimi di particolari.

Storia delle osservazioni

Proprio a causa della particolare posizione della Grande Nube di Magellano, vicino al polo sud dell'eclittica, dalle latitudini mediterranee non è mai visibile in nessuna delle epoche precessionali; fu così che restò sconosciuta a tutte le civiltà classiche.

Sebbene fosse senz'altro nota agli abitanti dell'emisfero australe, essendo ben visibile ad occhio nudo, ben pochi documenti sulla sua osservazione ci sono pervenuti da questi popoli. La prima documentazione scritta che ci è giunta è infatti quella dell'astronomo persiano Abd al-Rahmān al-Sūfi, nella sua opera Libro delle stelle fisse, datato 964 d.C. Egli affermava che mentre non era visibile dal nord dell'Arabia e dalla città di Bagdad, si mostrava bassa sopra l'orizzonte meridionale dallo stretto di Bab el-Mandeb, a 12° 25' nord.

In seguito le nubi furono note col nome "Nubi del Capo", probabilmente chiamate così dai navigatori, prima portoghesi, poi olandesi e danesi, che doppiavano il Capo di Buona Speranza per raggiungere le Indie. Da notare a questo proposito che secoli dopo, nel Settecento, l'astronomo Nicolas-Louis de Lacaille inventò la costellazione della Mensa proprio sotto la Grande Nube, poiché quest'ultima gli rammentava le nuvole che frequentemente circondano la cima del Monte Tabor, vicino a Città del Capo.

Nel 1503-04 l'esploratore fiorentino Amerigo Vespucci la menzionò in una lettera sul suo terzo viaggio; egli fa riferimento a "tre canopi, due chiari ed uno scuro": i due oggetti chiari sono le due Nubi di Magellano, mentre l'oggetto scuro è la Nebulosa Sacco di Carbone, osservabile nella Via Lattea australe. Nel 1515 le nubi vennero descritte dal navigatore Andrea Corsali nel suo viaggio verso Kochi; dello stesso anno è anche la descrizione dello storico Pietro Martire d'Anghiera nel suo De Rebus Oceanicis et Orbe novo.

Il loro nome attuale fu assegnato nel gennaio del 1521 dallo scrittore Antonio Pigafetta, che era imbarcato con la Spedizione di Magellano. Tuttavia, il nome di Magellano divenne diffuso solo molto tempo dopo: nell'Uranometria di Bayer, pubblicata nel 1603, la Grande Nube viene chiamata in latino semplicemente "Nubecula Major", mentre nell'edizione francese del 1795 del catalogo stellare di Flamsteed veniva chiamata in francese "Le Grand Nuage" (La Grande Nube).

Il primo a studiare nei dettagli le nubi di Magellano fu John Herschel, che dal 1834 al 1838 si stabilì a Città del Capo, dove costruì un osservatorio privato. Herschel individuò 278 oggetti diversi all'interno della Grande Nube di Magellano.

Nei primi anni del Novecento l'astronoma Henrietta Swan Leavitt osservò centinaia di stelle variabili nelle immagini delle Nubi di Magellano e notò che alcune tra quelle stelle mostravano una regolarità: le più luminose avevano anche un periodo più lungo. Dopo alcuni studi confermò, nel 1912, che le stelle variabili oggi chiamate Cefeidi, presentano una relazione periodo-luminosità. Questa relazione rese le Cefeidi degli importantissimi indicatori di distanza nell'Universo, perché noto il periodo si può ricavare facilmente la distanza.

Fino alla scoperta della Galassia Nana Ellittica del Sagittario, avvenuta nel 1994, la Grande Nube di Magellano era considerata la galassia più vicina alla Via Lattea; nel 2003, con la scoperta della Galassia Nana Ellittica del Cane Maggiore, il titolo di galassia più vicina passò a quest'ultima.

Distanza e moto proprio Il metodo delle variabili Cefeidi è stato uno dei più importanti per determinare la distanza della Grande Nube di Magellano; questa classe di stelle mostra, infatti, una relazione tra la loro magnitudine assoluta ed il periodo di variazione di luminosità. Ad ogni modo, la relazione magnitudine-periodo viene modificata da fattori interni alla stella stessa, primo tra i quali il tasso di metallicità. Sfortunatamente, le Cefeidi della Via Lattea che di solito sono usate come metro per calibrare la relazione sarebbero più ricche in metalli di quelle della Grande Nube. Di recente, la luminosità assoluta delle Cefeidi è stata ricalibrata prendendo a modello quelle scoperte nella galassia M106, che possiedono una varietà maggiore di gradi di metallicità.

Utilizzando la nuova unità di misura, fu trovato un valore di circa , pari a circa . Questa distanza, leggermente inferiore a quella precedentemente accettata di 50 kpc, è stata confermata da altri studiosi. Uno studio del 2013 ha però riportato la distanza alla stima precedente, 163 000 a.l. Nonostante questa differenza di 6 000 anni luce, è confermato che la galassia si trovi a circa 160 000 a.l. dalla Via Lattea.

Nel corso del Novecento, da quando è stata appurata la vera natura della galassie, si è sempre pensato che la Grande Nube fosse una galassia satellite della nostra Galassia; tuttavia uno studio del 2008 che prende in considerazione le nuove misurazioni del moto proprio della Nube ottenute tramite il Telescopio Spaziale Hubble, rischia di mettere in dubbio questa teoria: infatti queste nuove misurazioni mostrano che la velocità della galassia sia troppo elevata perché sia una vera galassia satellite, mentre sembrerebbe che sia la Grande che la Piccola Nube si stiano in realtà avvicinando per la prima volta alla Via Lattea. Sembra inoltre che le due Nubi non siano un sistema binario di galassie, come pure che la Corrente Magellanica potrebbe avere differenti origini.

Morfologia

La Grande Nube di Magellano è classificata, secondo il database degli oggetti extragalattici della NASA, di tipo SB(s) m, ossia una galassia spirale barrata (SB) senza struttura ad anello (s) di forma non regolare e priva di bulge (m).

La Nube fu a lungo considerata una galassia planare, ossia di forma piatta, come le galassie spirali dove le sue parti hanno la stessa distanza dalla Via Lattea. Tuttavia nel 1986 gli astronomi Caldwell e Coulson scoprirono una stella variabile cefeide nella parte nordorientale della galassia, la cui posizione risultava assai più vicina alla Via Lattea di tutte le restanti cefeidi della LMC. Più recentemente la diversa disposizione dei campi stellari della Nube è stata confermata attraverso lo studio di altre Cefeidi e la disposizione del ramo delle giganti rosse; tutti gli esiti mostrano che questi campi possiedono un'inclinazione di circa 35° rispetto al piano della Nube. Ulteriori studi sulla struttura della galassia che sfruttano la cinematica delle stelle di carbonio mostrano che il suo disco è spesso da entrambi i lati allo stesso modo.

Riguardo alla distribuzione degli ammassi stellari, Schommer ed altri scienziati misurarono la velocità radiale di oltre 80 oggetti, scoprendo che il sistema di ammassi della Grande Nube possiede una cinematica paragonabile agli oggetti distribuiti su un normale disco galattico. Questi risultati vennero confermati dal team di Grocholski, che calcolarono le distanze tra gli ammassi, scoprendo che sono disposti nello stesso piano dei campi stellari.

Caratteristiche Come la gran parte delle galassie irregolari, la Grande Nube di Magellano è ricchissima di gas e polveri al cui interno frequentemente hanno luogo intensi e vigorosi fenomeni di formazione stellare. L'esempio più evidente è dato dalla Nebulosa Tarantola, la più grande regione di formazione stellare di tutto il Gruppo Locale.

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