Lassociazione Scorpius-Centaurus (chiamata talvolta con le abbreviazioni Sco-Cen) è l'associazione OB più vicina al sistema solare, composta da tre sottogruppi di stelle, chiamati Scorpione superiore, Centauro superiore-Lupo e Centauro inferiore-Croce, posti ad una distanza fra i 380 e i 470 anni luce dal Sole.
Tutti i sottogruppi hanno un'età grosso modo simile, andando dai 5 milioni di anni del gruppo Scorpione superiore ai circa 17-22 milioni degli altri due; molte delle stelle blu luminose delle costellazioni dello Scorpione, del Lupo, del Centauro e della Croce del Sud sono di fatto i membri più luminosi di questa grande associazione.T. Preibisch, E. Mamajek, The Nearest OB Association: Scorpius-Centaurus (Sco OB2) in . Centinaia di stelle con massa pari o superiore a 15 masse solari sono state identificate come appartenenti all'associazione Sco-Cen, comprese alcune stelle (tra cui la supergigante rossa Antares, la più massiccia del gruppo dello Scorpione) al termine del loro ciclo vitale; il numero totale di stelle dell'associazione supera le 10000 unità.
I membri dell'associazione Scorpius-Centaurus hanno moti propri convergenti di circa 0,02–0,04 secondi d'arco all'anno, il che indica che le stelle hanno dei vettori di velocità più o meno paralleli, e si muovono a circa 20 km/s rispetto al Sole. La dispersione delle velocità all'interno dei sottogruppi è solo dell'ordine di 1–2 km/s, e il gruppo è probabilmente non legato da vincoli di gravità. Negli ultimi 15 milioni di anni sono esplose in questo gruppo diverse supernovae, che hanno generato un involucro di gas molto rarefatto in espansione attorno ad esso, che include la Bolla Locale. Per spiegare la presenza dell'isotopo 60Fe radioattivo, individuato nelle piane abissali oceaniche terrestri, è stato ipotizzato che una supernova, forse membro dell'associazione Sco-Cen, sia esplosa nelle vicinanze del Sole all'incirca 3 milioni di anni fa.
Osservazione
L'Associazione Scorpius-Centaurus è una delle strutture galattiche più appariscenti e facilmente riconoscibili dell'intera volta celeste, nonché, in termini di dimensioni apparenti, la più estesa associazione OB visibile dalla Terra: essa si estende per oltre una cinquantina di gradi e comprende un gran numero di stelle azzurre e molto brillanti, le cui magnitudini apparenti possono raggiungere la prima grandezza, il che le rende visibili anche dai centri delle grandi città. In linea di massima si può affermare che quasi tutte le stelle brillanti che compongono le costellazioni del Lupo, della parte settentrionale dello Scorpione, del Centauro e della Croce del Sud appartengono a quest'associazione; fanno eccezione solo poche stelle, come , , θ e , che appaiono in questa regione di cielo solo per effetto prospettico, in quanto sono poste in primo piano rispetto all'associazione. L'associazione si presenta tangente rispetto alla scia luminosa della Via Lattea, inclinata rispetto ad essa di oltre 20°.
L'Associazione Scorpius-Centaurus si trova completamente nell'emisfero celeste australe. La parte più settentrionale, coincidente con la regione di Antares, si trova ad una declinazione media di −23° ed è visibile senza eccessive difficoltà anche da gran parte dell'emisfero boreale terrestre; i segmenti centrali, coincidenti con le costellazioni del Lupo e del Centauro settentrionale, si trovano mediamente a 40°S e possono essere osservati solo a partire dalle latitudini temperate inferiori, mediterranee e subtropicali. La sezione meridionale invece si estende nella parte più meridionale del Centauro e nella Croce del Sud, fino a lambire la Mosca e terminare nella Carena, con il brillante ammasso aperto delle Pleiadi del Sud (IC 2602); questa sezione è osservabile con facilità solo a partire dalle regioni tropicali, e non a caso dall'emisfero australe si presenta circumpolare in tutta la fascia extratropicale.
A causa dell'enorme estensione sulla volta stellata, una visione totale e netta dell'associazione può avvenire solo dalle regioni dell'emisfero australe, dove il tratto di Via Lattea interessato dalla sua presenza, che coincide con quello più meridionale, si mostra alto sull'orizzonte; visioni globali sono comunque possibili anche a nord dell'equatore, nella fascia tropicale inferiore, a condizione di avere un orizzonte meridionale completamente sgombro da ostacoli. Il periodo adatto alla sua osservazione nelle ore serali coincide coi mesi compresi fra marzo e giugno; la sua presenza alta nel cielo nelle notti australi indica l'avanzata della stagione autunnale, mentre nell'emisfero nord, la parte settentrionale del Centauro e dello Scorpione che appaiono a sudest indicano l'imminente arrivo della stagione estiva.
A causa della precessione degli equinozi, il polo sud celeste si sta lentamente spostando in direzione della parte sudoccidentale dell'associazione, compresa fra la Croce del Sud e la Carena; entro poche migliaia di anni, quando il polo sud celeste punterà in direzione della Via Lattea e dell'asterismo della Falsa Croce, le stelle dell'associazione Scorpius-Centaurus avranno raggiunto il punto più meridionale. Con l'allontanamento dell'asse terrestre da quella regione di cielo, le costellazioni dello Scorpione e del Centauro assumeranno declinazioni sempre più settentrionali, fino a portarsi in parte anche a nord dell'equatore celeste.
Caratteristiche
La regione dell'associazione Scorpius-Centaurus rappresenta un ottimo esempio degli esiti di un processo di formazione stellare su media scala, in cui una nube molecolare gigante, dopo aver generato stelle di differenti masse, dalle più grandi (riunite in un'associazione OB) alle meno massicce, si disgrega, mentre il vento, emesso dagli stessi astri che ha generato, e le eventuali esplosioni in supernovae delle stelle più massicce, accumulano, compattano ed erodono i gas e le polveri residue dando origine ad altri fenomeni di formazione stellare, in questo caso più marginali. Il cosiddetto complesso Scorpius-Centaurus, legato all'associazione, comprende infatti un gran numero di piccole nubi minori, tutte localizzate ai bordi della stessa associazione stellare: le nubi più occidentali, orientate secondo l'inclinazione del gruppo stellare rispetto alla Via Lattea, comprendono la Nube del Camaleonte e la Nebulosa Sacco di Carbone, mentre l'estremità orientale, sulla stessa linea di vista del bulge galattico, comprende la Nube del Lupo, la Nube della Corona Australe e la Nube di Rho Ophiuchi, fino ad arrivare alla Nebulosa Pipa. In tutte queste regioni, ad eccezione di alcune nubi visibili in direzione della Mosca, sono attivi dei fenomeni di formazione di stelle di piccola massa ad un ritmo relativamente poco sostenuto. Citato in .
Le tre grandi subregioni in cui appare divisa l'associazione sono quasi completamente prive di gas interstellare, il quale è stato completamente spazzato via; le stelle qui presenti mostrano anche un bassissimo tasso di estinzione, indice dello scarso oscuramento dovuto alle polveri. Attorno all'associazione si è così formata una complessa struttura ad anello, una bolla a bassa densità i cui bordi sono composti da idrogeno molecolare (H I), la cui massa si aggira sulle 300 000 M⊙ e potrebbe di fatto coincidere con ciò che resta della grande nube molecolare da cui ha avuto origine l'associazione stessa.
Rispetto ad altre regioni della Galassia più o meno coeve, l'associazione Scorpius-Centaurus ospita una maggiore percentuale di sistemi doppi o multipli, fino ad un tasso 1,16 volte superiore rispetto alla media; questa percentuale aumenta sensibilmente se si considerano le stelle di pre-sequenza principale di piccola massa, come le nane rosse. Uno studio condotto su quasi 200 componenti delle prime classi spettrali (ossia le stelle bianco-azzurre di classe B e A) situate prevalentemente nella parte più settentrionale dell'associazione, ha mostrato la presenza di 176 stelle compagne, delle quali almeno un'ottantina sono fisicamente legate alle stelle maggiori attorno alle quali sono state osservate. In media le masse di queste componenti stellari e substellari minori individuate variano da 0,03 a 1,2 M⊙.
Formazione
Le dinamiche che hanno portato alla formazione dei vari sottogruppi dell'associazione sono molto complesse e in parte non ancora conosciute; in particolare, sono noti i processi che hanno avuto luogo nella parte settentrionale dell'associazione, visibile in direzione dello Scorpione, mentre restano quasi completamente sconosciuti quelli che hanno generato i due sottogruppi più meridionali. Indicativamente si sa che l'età delle stelle dell'associazione aumenta proseguendo in direzione ovest, segno che i fenomeni di formazione stellare più antichi hanno avuto luogo principalmente nella regione occupata dalla costellazione del Centauro; è anche noto che le stelle poste a nord dell'equatore galattico hanno un'età minore (circa 12 milioni di anni) rispetto a quelle poste a sud (circa 17 milioni di anni). Inoltre, la parte meridionale risulta essere ad una distanza di 109 parsec, leggermente più vicina rispetto alla parte settentrionale, posta a 123 parsec.
Secondo alcuni modelli molto semplificati, la formazione stellare avrebbe avuto luogo inizialmente nella parte settentrionale del gruppo Centauro superiore-Lupo, circa 17 milioni di anni fa, e si sarebbe poi estesa in direzione sud, al gruppo Centauro inferiore-Croce, raggiungendo il culmine circa 12 milioni di anni fa; le nuove stelle sarebbero state concentrate inizialmente in piccoli ammassi e filamenti circondati da gas, contenenti decine o centinaia di stelle. Il gas residuo della nube molecolare progenitrice sarebbe stato successivamente spazzato via dall'azione combinata del vento stellare e dall'esplosione in supernova delle componenti più massicce, che hanno completato in tempi molto rapidi il proprio ciclo vitale. Circa 6 milioni di anni fa questi processi generativi si sono estesi alle nubi poste a sud dell'equatore galattico, in particolare nella regione della Nube del Camaleonte e delle stelle ε ed .
A partire da 12 milioni di anni fa, la bolla originata dal vento emesso dalle giovani stelle del gruppo Centauro superiore-Lupo ha iniziato la sua espansione, forse accelerata ulteriormente dall'esplosione di qualche supernova in un momento successivo. Circa 5 milioni di anni fa la grande pressione generata dal fronte di espansione della bolla ha compresso la nube molecolare situata in corrispondenza dell'attuale gruppo di stelle che formano la testa dello Scorpione, generando la parte più giovane dell'associazione, il gruppo Scorpione superiore, catalogato anche come Scorpius OB2. Tramite la conoscenza della distanza fisica fra i due gruppi dell'associazione, pari a circa 60 parsec, è stato calcolato che la velocità di espansione di questa bolla è stata di circa 25 km/s.
L'ondata di formazione stellare che ha interessato la nube dello Scorpione settentrionale ha generato in totale circa 2500 stelle, fra le quali alcune particolarmente massicce, con una massa superiore alle 10 M⊙; queste stelle si sono rapidamente evolute esplodendo in seguito come supernovae, generando fra le altre anche la pulsar PSR J1932+1059; la potente onda d'urto generata dalle esplosioni ha spazzato via quasi completamente il gas residuo dell'antica nube molecolare, i cui resti sono visibili nei delicati filamenti noti come Sh2-1 e Sh2-7. L'onda d'urto ha investito l'adiacente Nube di Rho Ophiuchi nell'arco dell'ultimo milione di anni, favorendo in questa regione l'intensa attività di formazione stellare che è possibile osservare ancora oggi. La stessa onda d'urto potrebbe essere responsabile anche dell'avvio dei fenomeni di genesi stellare nella Nube del Lupo, in cui le componenti stellari più vecchie mostrano un'età inferiore a 1 milione di anni.
Struttura