La Nube del Lupo è un complesso sistema di nebulose oscure, in apparenza distinte ma fisicamente connesse fra di loro, visibili in direzione della costellazione del Lupo.
Si tratta di una regione molto studiata in quanto rappresenta una delle regioni nebulose più vicine in assoluto al sistema solare, in cui hanno luogo importanti fenomeni di formazione stellare generanti stelle di piccola massa; gran parte di queste stelle costituisce una popolazione numerosa di stelle T Tauri che si estende su tutti i filamenti nebulosi della regione, in particolare sulle componenti più settentrionali. Fra queste vi sono alcune stelle particolarmente note e studiate, come EX Lupi, prototipo dell'omonima classe di stelle variabili.
Secondo i modelli dinamici della regione, la formazione stellare sarebbe stata favorita dall'espansione di una grande bolla di vento stellare generata dalle stelle più massicce dell'associazione Scorpius OB2, la parte più settentrionale dell'associazione Scorpius-Centaurus; la sua posizione fisica, intermedia fra Scorpius OB2 e la regione centrale di questa grande associazione, confermerebbe questa teoria.
Osservazione
La Nube del Lupo si osserva come una serie di filamenti oscuri più o meno lunghi e densi visibili nelle regioni settentrionali e centrali della costellazione del Lupo; essendo nubi quasi esclusivamente non illuminate, esse non sono osservabili direttamente né con un binocolo né con un telescopio amatoriale. La loro presenza può essere rilevata nelle foto a lunga esposizione o composite grazie al fatto che queste nubi mascherano i campi stellari retrostanti. Il filamento più lungo è anche il più settentrionale, e si individua fra le stelle e , più in prossimità di quest'ultima; in questa regione una parte del gas diventa visibile in quanto appare direttamente illuminato dalle stelle azzurre situate nelle vicinanze. Gli altri filamenti si estendono a sud e a sudest di questo, fino a sconfinare nelle adiacenti costellazioni dello Scorpione e del Regolo.
Poiché la costellazione del Lupo ha una declinazione media piuttosto meridionale, la sua osservazione risulta notevolmente penalizzata dalle regioni situate nell'emisfero boreale, e in particolare da quelle a nord del 50º parallelo nord; dall'emisfero australe la costellazione del Lupo è invece visibile per la gran parte delle notti dell'anno e si presenta anche molto alta sull'orizzonte. Il periodo ideale per la sua osservazione nel cielo serale è compreso fra i mesi di maggio e settembre.
Legami con l'Associazione Scorpius-Centaurus
La Nube del Lupo giace fisicamente nei pressi della grande associazione Scorpius-Centaurus, l'associazione OB più vicina in assoluto al sistema solare, ben osservabile anche a occhio nudo in quanto è composta da tutte le stelle blu che costituiscono le costellazioni del Lupo, del Centauro e della Croce del Sud; la Nube del Lupo viene a collocarsi in una posizione di interruzione fra due dei sottogruppi principali dell'associazione, quello denominato "Scorpione superiore" (US), che comprende la cosiddetta associazione di Antares (Scorpius OB2), e quello "Centauro superiore-Lupo" (UCL), che costituisce la sezione centrale dell'associazione. L'età di questi due sottogruppi è rispettivamente di 5-6 milioni di anni e 14 milioni di anni. La conoscenza delle dinamiche che hanno condotto alla formazione e all'evoluzione di questa grande associazione riveste un ruolo chiave nel capire l'origine della Nube del Lupo.
Secondo alcuni modelli molto semplificati, i processi di formazione stellare che hanno portato alla nascita dell'associazione Scorpius-Centaurus avrebbero avuto luogo inizialmente nella parte settentrionale del gruppo Centauro superiore-Lupo, circa 17 milioni di anni fa, e si sarebbero poi estesi 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'eventuale esplosione di alcune supernovae. 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.
A partire da 12 milioni di anni fa, la bolla causata dal vento stellare delle giovani stelle del gruppo Centauro superiore-Lupo ha iniziato la sua espansione, forse accelerata ulteriormente dall'esplosione di qualche supernova in un secondo momento; queste supernovae furono il frutto della veloce evoluzione delle componenti più massicce del gruppo stellare appena formato. 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 o Scorpius OB2.
L'ondata di formazione stellare che ha interessato la nube dello Scorpione settentrionale ha generato in totale circa 2 500 stelle, fra le quali alcune particolarmente massicce, delle supergiganti con una massa superiore alle 10 masse solari (M⊙); queste stelle sono esplose in seguito come supernovae e la potente onda d'urto generatasi ha spazzato via quasi completamente il gas residuo dell'antica nube molecolare, investendo 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. Questa stessa onda d'urto avrebbe investito anche la regione dove attualmente si osserva la Nube del Lupo, comprimendone i gas e innescando così la formazione stellare.
Caratteristiche e struttura
La Nube del Lupo è composta da un sistema di filamenti nebulosi oscuri connessi a giovani stelle di pre-sequenza principale di piccola e media massa; grazie alla sua distanza media di appena 200 parsec (650 anni luce), è una delle regioni di formazione stellare più vicine conosciute, assieme alla Nube di Rho Ophiuchi, alla Nube della Corona Australe e alla Nube del Toro. Essa si compone di diverse sottostrutture, numerate da 1 a 9; Lupus 1, catalogato anche come B 228, è il filamento nebuloso più esteso e più settentrionale fra tutti, seguito da Lupus 2 e Lupus 3 nei pressi della stella . Quest'ultimo filamento ricade parzialmente oltre il confine con lo Scorpione, mentre Lupus 4, visibile più a sud, sconfina parzialmente nel Regolo; Lupus 5 ricade per intero nello Scorpione assieme a Lupus 9, mentre Lupus 6, 7 e 8 sono, infine, i filamenti minori, che giacciono nel Regolo. Parte degli addensamenti gassosi sembrano ricevere direttamente la luce delle componenti dell'associazione Scorpius-Centaurus, diventando parzialmente visibili come deboli nebulose a riflessione; ciò è anche un indizio della reale connessione fra le nubi e l'associazione.
Benché la nube sia stata correttamente collocata all'interno di una precisa regione galattica, l'esatto valore della distanza delle sue componenti nebulose è ancora oggetto di dibattito; vari studi hanno infatti indicato per questo complesso nebuloso delle distanze comprese fra 100 e oltre 300 parsec, con un generale consenso su valori compresi fra 140 e 240 parsec. Anche considerando questi ultimi due valori estremi, l'escursione è tale da non consentire di determinare con certezza importanti parametri come la massa totale del sistema o la luminosità reale delle stelle di piccola massa a esso associate. La distanza media dei vari sottogruppi dell'associazione Scorpius-Centaurus è stata determinata attraverso le misurazioni della parallasse compiute dal satellite Hipparcos, che ha fornito i valori di 145 parsec per il sottogruppo "Scorpione superiore" e 140 parsec per il sottogruppo "Centauro superiore-Lupo", fra i quali la Nube del Lupo sembra essere posizionata. Tramite lo studio della parallasse di alcune delle stelle variabili più luminose situate nella nube sono stati derivati dei valori di distanza che vanno dai 108 parsec per la stella RY Lupi, fino ai 230 parsec per RU Lupi e i 241 parsec per HR 6000. Tramite lo studio della ricca popolazione di stelle T Tauri associata alla Nube si è tentato di determinare i valori di distanza delle singole sottostrutture che compongono il complesso nebuloso; secondo questi studi, la gran parte di esse si troverebbero a una distanza media di circa 150 parsec, mentre la nube Lupus 3 sarebbe leggermente più lontana, a circa 200 parsec, considerando anche la relativa profondità di questa popolazione lungo la linea di vista.
Il gas molecolare della Nube del Lupo si estende esclusivamente a nord del piano galattico, fino alla relativamente elevata latitudine galattica di +25°, similmente a quanto avviene per l'associazione Scorpius-Centaurus. Le varie sottostrutture contengono una discreta quantità di globuli più densi, la cui massa risulta compresa fra 2 e 46 M⊙; oltre la metà di questi tuttavia possiedono una massa inferiore alle 10 M⊙. Il loro raggio è invece compreso fra 0,11 e 0,30 parsec.
Fenomeni di formazione stellare
I fenomeni di formazione stellare all'interno della Nube del Lupo riguardano la nascita di stelle di piccola e media massa; queste stelle in formazione, essendo immerse nei gas della nube, appaiono oscurate e sono pertanto visibili soltanto come sorgenti di radiazione infrarossa. Le sorgenti più luminose sono state identificate dall'IRAS; fra queste, quelle sicuramente appartenenti all'ambiente della Nube del Lupo sono 17, associate a diversi oggetti stellari giovani e stelle di pre-sequenza principale, come le variabili RU Lupi, IN Lupi ed EX Lupi. Gran parte di queste sorgenti si concentrano nelle prime tre sottostrutture, Lupus 1, 2 e 3.
Una delle sorgenti più studiate della regione è IRAS 15398–3359, associata alla nube Lupus 1 e legata a un getto molecolare dell'età dinamica di circa 2 000 anni e avente una massa di 0,0007 M⊙. L'oggetto centrale da cui si origina questo getto sarebbe una giovane protostella in accrescimento; a essa è anche associata una nebulosa più estesa, identificata come oggetto di Herbig-Haro e catalogata come HH 185, osservabile anche nel visibile. Una seconda sorgente ben nota e studiata all'interno di Lupus 3 è la debole IRAS 16054–3857, in quanto sembrerebbe coincidere con una protostella di bassa luminosità di classe 0, ossia nella primissima fase della sua formazione; il globulo legato a questa sorgente è associato all'oggetto HH 78 e avrebbe una massa compresa fra 5 e 10 M⊙.
Fra le nubi Lupus 1, Lupus 2 e Lupus 3 sono stati individuati in totale 7 oggetti HH, in gran parte associati a oggetti stellari giovani ben noti; fra questi spicca HH 55, che sebbene si trovi nei pressi della giovane stella RU Lupi, non è fisicamente legato a essa, ma viene generato da un oggetto di bassissima luminosità situato nelle sue vicinanze. In generale, se si esclude Lupus 3, riguardo a cui i dati parziali non consentono di avere un preciso quadro della situazione, il tasso di formazione stellare nei filamenti nebulosi della Nube del Lupo risulta piuttosto basso rispetto ad altre regioni nebulose analoghe; ciò potrebbe essere spiegato con l'azione disgregante dell'intensa radiazione ultravioletta proveniente dalle stelle massicce dell'associazione Scorpius-Centaurus, che non favorirebbe il collasso delle nubi ma al contrario tenderebbe a farle dissolvere nel mezzo interstellare.
Componenti stellari Le popolazioni stellari legate alla Nube del Lupo si mostrano assai eterogenee: sebbene infatti la nube ospiti una ricca popolazione di stelle T Tauri, la loro distribuzione e concentrazione è fortemente variabile, in funzione dell'attività di formazione stellare presente nelle varie componenti della regione.
La popolazione di stelle T Tauri