Il complesso nebuloso molecolare di Cefeo (o Regione di formazione stellare di Cefeo) è una vasta regione del Braccio di Orione ricca di nubi molecolari giganti e di associazioni di stelle blu molto giovani e brillanti; prende il nome dalla costellazione boreale di Cefeo, nella cui direzione si trova se visto da Terra. Assieme al Complesso nebuloso molecolare di Orione, è una delle regioni di formazione stellare più vicine a noi, sebbene quest'ultima sia di dimensioni molto inferiori; inoltre, a differenza del Complesso di Orione, la regione di Cefeo ci appare notevolmente oscurata, specie per quanto riguarda le associazioni OB, da estese nebulose oscure più vicine poste lungo la nostra linea di vista.
Gran parte del complesso si trova piuttosto decentrato rispetto al piano galattico, in una fascia compresa fra le latitudini galattiche 0° e +30°;. il primo ad accorgersi che quest'area di cielo poco più a nord della scia della Via Lattea presentava delle stranezze fu l'astronomo Edwin Hubble, che riscontrò una totale assenza di galassie in questa direzione, sintomo questo di un forte oscuramento ad opera di polveri galattiche. Nonostante ciò, fu solo negli anni sessanta che si iniziò a studiare sistematicamente la regione, che si rivelò essere uno dei complessi nebulosi e stellari più brillanti del nostro braccio di spirale.
Il complesso è formato da otto strutture differenti per caratteristiche e posizione, che a loro volta contengono complessivamente oltre 200 singole nebulose più o meno brillanti, individuabili nella luce visibile e soprattutto nell'infrarosso; molte di queste nebulose sono associate a degli ammassi aperti, come nel caso di NGC 7129, o a grandi e brillanti associazioni OB, come nel caso di IC 1396. Le associazioni OB presenti in questa regione sono quattro, alcune delle quali sono composte da stelle formatesi in fasi diverse dell'evoluzione del complesso.
Osservazione
Il complesso di Cefeo si trova in direzione di uno dei tratti più settentrionali della Via Lattea boreale, in direzione dell'omonima costellazione; tuttavia, nonostante la sua relativa vicinanza a noi, le sue strutture più brillanti non sono individuabili né ad occhio nudo né con l'ausilio di piccoli strumenti: infatti, in questo tratto le stelle luminose sono scarse e i campi stellari di fondo sono meno ricchi rispetto ad altre aree del piano galattico; persino la stessa scia luminosa della Via Lattea appare molto frammentata, a causa della presenza di grossi banchi di polveri oscure che ne schermano la luce retrostante.
Trovandosi ad una declinazione molto settentrionale, attorno ai 55-60°N, la costellazione di Cefeo e con essa il complesso nebuloso si mostrano circumpolari da gran parte dell'emisfero nord; nelle sere di fine estate e inizio autunno boreali, questo ramo della Via Lattea raggiunge il punto più alto sull'orizzonte, presentandosi allo zenit in Canada, Europa settentrionale e Russia. Dall'emisfero australe invece la visione è penalizzata e per una parte dell'emisfero resta sempre al di sotto dell'orizzonte, non mostrandosi mai.Come si evince da: Una declinazione di 60°N equivale ad una distanza angolare dal polo sud celeste di 30°; il che equivale a dire che a nord del 30°N l'oggetto si presenta circumpolare, mentre a sud del 30°S l'oggetto non sorge mai.
La struttura più facilmente individuabile del complesso è la ben nota nebulosa IC 1396, che sembra sovrapporsi alla famosa "Stella Granata di Herschel", , una stella di quarta grandezza dal colore marcatamente rosso rubino. Nelle foto a lunga posa o digitali si individuano con facilità le nebulose oscure che mascherano la luce del complesso e anche degli oggetti extragalattici al di fuori del piano galattico; Edwin Hubble infatti fu il primo ad accorgersi che gran parte dell'area di cielo in direzione di Cefeo non mostrava la presenza di galassie.
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.
Il tratto di Via Lattea della costellazione di Cefeo si trova attualmente a circa 22h di ascensione retta, ossia non lontano dalle 0h, che equivalgono al punto in cui l'eclittica interseca l'equatore celeste (equinozio); l'intersezione delle 18h con l'eclittica corrisponde al solstizio del 22 dicembre.
Attualmente, avendo passato le 18h di ascensione retta alcune migliaia di anni fa, il complesso di Cefeo 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 7000 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 pochissimi gradi dal polo nord celeste, poiché quest'ultimo si troverà in direzione di Cefeo.
Ambiente galattico e linea di vista Il tratto di Via Lattea in direzione di Cefeo mostra evidenti tracce di oscuramento ad opera di grandi nubi di polveri, specialmente nel lato più settentrionale. Il sistema nebuloso più vicino a noi in questa direzione, nonché il principale responsabile dell'oscuramento, si trova a poco più di 900 anni luce e la sua estensione reale è di circa 260 anni luce. La struttura appare connessa con un altro complesso, appena più distante e più esteso, noto come Nube di Cefeo; al suo interno si trovano alcune sottostrutture, fra cui spicca un ben noto globulo di Bok che porta la sigla di catalogo Sh2-136: si tratta di un bozzolo oscuro evidente su uno sfondo debolmente nebuloso, delle dimensioni di circa 2 anni luce e al cui interno si trovano degli oggetti stellari giovani in formazione.
La relazione di questi due oggetti con la Cintura di Gould non è stata ancora accertata: sebbene la velocità radiale indichi una relazione con una superbolla in espansione connessa alla Cintura, la sua posizione, piuttosto distaccata rispetto al piano in cui la Cintura giace, farebbe pensare ad una struttura separata e indipendente da essa.
Oltre questo sistema di nubi oscuranti, si estende una regione meno ricca di complessi nebulosi, ma in cui si trova, a sud rispetto alla linea di vista di Cefeo, un'associazione OB piuttosto sparsa, nota come Lacerta OB1; a una distanza di 2600 anni luce (800 parsec) giace una delle nubi molecolari giganti più estese del nostro braccio di spirale: si tratta di una lunga cintura di polveri estesa per migliaia di anni luce in senso trasversale rispetto al braccio, formato dalla Fenditura del Cigno e dell'Aquila, che si connette con un'altra banda oscura, visibile in direzione di Cefeo, le cui parti illuminate sono IC 1396 e diverse altre nebulose minori, che in alcuni punti circoscritti sono illuminate da stelle vicine e quindi brillano per riflessione.
Immerse nelle regioni retrostanti del sistema nebuloso, si trovano alcuni grandi gruppi di giganti blu giovani e molto calde, riunite nelle associazioni Cepheus OB2, Cepheus OB3 e Cepheus OB4,. a cui si aggiunge, ad ovest, Cygnus OB7 e, nei settori più remoti e orientali, Cassiopeia OB14. Gli ammassi aperti più notevoli immersi nella zona sono Tr 37 e NGC 7243, sebbene quest'ultimo si trovi su un piano diverso rispetto alle associazioni OB.
Proseguendo ulteriormente, superando dunque il complesso molecolare e le associazioni OB, ci si lascia il Braccio di Orione alle spalle e si raggiunge il Braccio di Perseo, uno dei bracci maggiori della nostra Galassia, nel quale si trovano, soprattutto in direzione di Cassiopea, degli estesi e brillanti raggruppamenti di stelle blu; nello stesso braccio si trova pure il complesso nebuloso gigante di NGC 7538, a una distanza di oltre 6000 anni luce.
Struttura
Nel complesso di Cefeo è possibile distinguere un gran numero di strutture, di dimensioni variabili, che a loro volta includono formazioni minori e addensamenti nebulosi e stellari.
La locuzione Cepheus Flare (letteralmente il "Brillamento di Cefeo") fu coniata da Edwin Hubble per indicare l'area di cielo della parte centrale di Cefeo priva di oggetti extragalattici, estesa dal piano galattico fino a delle regioni ad alte latitudini galattiche in cui il chiarore della Via Lattea ridiventa visibile, indicando dunque la presenza di una grande mole di polveri che oscura la nostra Galassia; la sua estensione è compresa fra i 100° e i 120° di longitudine galattica..
Uno studio sulla distribuzione dell'idrogeno neutro della regione ha rilevato la presenza, a circa 300-500 parsec (circa 1000-1600 anni luce) di due strutture di gas interstellare dinamicamente diverse poste a latitudini galattiche comprese fra +13° e +17°, che si muovono alla velocità di circa 1,5 km/s l'una rispetto all'altra; probabilmente si tratta di regioni in espansione o in collisione. Nella regione è stata inoltre scoperta una vasta area di continuum radio, chiamata poi Anello III (Loop III), centrata alle coordinate galattiche l=124±2°; b=+15±3° ed estesa per ben 65°, che potrebbe essere stata creata da una serie di esplosioni di supernovae; questa struttura a bolla in movimento indica inoltre che il mezzo interstellare è interessato da dinamiche energetiche vigorose: la vasta gamma di movimenti diversi riscontrati potrebbe essere un riflesso dell'azione di diverse onde d'urto.Berkhuijsen, E. M. 1973, A&A, 24, 143
Agli infrarossi e basandosi sulla distribuzione dell'estinzione visuale, si è potuto identificare ben 208 nubi, suddivise in 8 complessi maggiori; Studiando la distribuzione spaziale e le dinamiche della materia interstellare in Cefeo e Cassiopea, nonché analizzando il suo spettro, le cui linee spettrali sono larghe e spesso a doppio picco, si è ipotizzato che il Cepheus Flare sia parte di una vasta superbolla che racchiude un antico resto di supernova; assumendo una distanza di 300 parsec (quasi 1000 anni luce) per il centro geometrico della superbolla, si è ottenuto un raggio di circa 50 parsec (160 anni luce), una velocità di espansione di 0,4 km/s e una massa di idrogeno neutro pari a 13.000 M☉.
Studi a bassa risoluzione condotti nella banda del CO hanno rivelato che le nubi di questa regione formano un complesso nebuloso molecolare gigante uniforme; basandosi poi sulle osservazioni delle nebulose a riflessione, si è indicata per il complesso una stima di distanza compresa fra 300 e 500 parsec. Successivamente fu esteso lo studio su questa banda di emissione ad una regione di 490 gradi quadrati posta fra le costellazioni di Cefeo e Cassiopea ad una latitudine galattica b=+10°, scoprendo così che le nubi possono essere divise in due sottosistemi ben distinti per le loro proprietà dinamiche, e separati da una regione in cui il gas è molto rarefatto compresa fra i 118° e i 124° di longitudine galattica; si è ipotizzato che questa regione più rarefatta fra Cefeo e Cassiopea sia stata originata da una supernova, la cui violenta onda d'urto avrebbe creato la superbolla di "vuoto". L'età di questo resto di supernova fu stimata essere di circa 40.000 anni e sarebbe stata causata da una supernova di tipo Ib o Ic. Un ulteriore studio, condotto al 13CO, ha permesso di determinare che su 188 nubi molecolari osservate fra Cefeo e Cassiopea, 51 fanno parte del complesso di Cefeo, mentre le restanti sono o sovrapposte ad esso oppure retrostanti.
Misurazioni della distanza