23 Giu 2020 Le Creazioni Multiformi delle Stelle Morenti
Nuove immagini multibanda del telescopio Hubble hanno permesso agli astronomi di svelare alcuni segreti relativi alle dinamiche di formazione ed evoluzione delle nebulose planetarie. Nelle due belle planetarie oggetto dello studio i ricercatori hanno scoperto livelli sorprendenti di complessità.
Le nebulose planetarie sono nubi maestose che si formano durante le fasi evolutive finali di una stella simile al Sole. Quando inizia ad esaurire il combustibile nucleare a disposizione, la stella si espande in gigante rossa per poi espellere i suoi strati esterni tramite un impetuoso vento stellare. Man mano che l’atmosfera stellare si estende nello spazio, il caldo nucleo residuo della stella progenitrice colpisce il gas espulso con la sua cocente radiazione ultravioletta, portandolo a brillare. Lo spettacolo cosmico è di breve durata: nel giro di poche migliaia di anni le nebulose planetarie sono destinate a scomparire per sempre nella notte oscura. Gli astronomi hanno utilizzato il telescopio Hubble per esaminare in dettaglio due note planetarie: NGC 6303, soprannominata Nebulosa Farfalla per il suo aspetto alato e NGC 7027, chiamata Jewel Bug da un insetto della famiglia degli Scutelleridi particolarmente notevole per la livrea dai colori vivaci e iridescenti.
Nell’immagine multibanda di Hubble la nebulosa NGC 7027. CREDITS:NASA, ESA, and J. Kastner (RIT)
Le “ali” della Nebulosa Farfalla sono regioni di gas riscaldato a oltre 20.000 gradi Celsius, in espansione nello spazio a velocità di 900.000 chilometri all’ora. NGC 6302 si trova a circa 3.500 anni luce da noi, nella Costellazione dello Scorpione, mentre NGC 7027 risplende a circa 3.000 anni luce di distanza, nella Costellazione del Cigno. I ricercatori hanno scoperto nelle belle nebulose livelli sorprendenti di complessità e rapidi cambiamenti nei getti e nelle bolle gassose create dalle stelle al centro delle nebulose. “Quando ho guardato i dati di archivio di Hubble e ho capito che nessuno aveva osservato queste nebulose con la Wide Field Camera 3 utilizzando il suo intero range di lunghezze d’onda, sono rimasto senza parole”, spiega Joel Kastner del Rochester Institute of Technology, New York, a guida dello studio. “Queste nuove osservazioni in varie lunghezze d’onda forniscono la visione più completa ad oggi di queste splendide nebulose”.
Le nuove riprese di Hubble, che spaziano dal vicino ultravioletto al vicino infrarosso, rivelano in dettaglio i processi che portano alla distruzione delle nubi su tempi scala estremamente ridotti, permettendo agli astronomi di osservare i cambiamenti avvenuti nel corso degli ultimi due decenni. Alcuni fenomeni in corso potrebbero rappresentare la prova indiretta della presenza di una stella che si sta fondendo con la sua compagna. “La nebulosa NGC 7027 sfoggia emissioni a una quantità di lunghezze d’onda incredibilmente vasta, ognuna delle quali mette in evidenza non soltanto un particolare elemento chimico, ma anche cambiamenti significativi in corso nella struttura generale”, spiega Kastner.
Le due nebulose presentano alcune caratteristiche comuni: sono entrambe ricche di polveri e contengono insolite quantità di masse gassose, essendo di recente formazione. Le osservazioni permettono ai ricercatori di studiare l’evoluzione dei fronti d’urto, generati quando i veloci venti stellari impattano su gas e polveri circostanti in espansione, espulsi dalle stelle in un passato recente. Questi processi generano cavità simili a bolle, con pareti ben definite. Secondo gli astronomi, nel cuore delle nebulose potrebbero risplendere due stelle in orbita una attorno all’altra, date le forme bizzarre del gas. Ognuna delle planetarie presenta un “girovita” stretto e polveroso e lobi polari o deflussi, così come altre configurazioni simmetriche. La teoria principale per spiegare la formazione di simili strutture implica che la stella che perde massa appartenga ad un sistema binario. Le due stelle orbitano una attorno all’altra così vicino da interagire tra loro, producendo un disco gassoso attorno ad una o a entrambe le stelle. Il disco è la sorgente del deflusso di materiale che viaggia in opposte direzioni.
La stella più piccola della coppia potrebbe fondersi con la compagna più grande e più evoluta, un processo che potrebbe essere all’origine di getti di materiale soggetti ad oscillazioni nel corso del tempo. “Le ipotetiche compagne stellari in NGC 6302 e in NGC 7027 non sono state osservate direttamente in quanto sono troppo vicine alla compagna, oppure sono state già inglobate nella stella più grande”, spiega Bruce Balick dell’University of Washington. “L’ipotesi di un processo di fusione stellare sembra l’ipotesi migliore e più semplice per spiegare le caratteristiche visibili nelle nebulose planetarie più attive e più simmetriche”.
Nell’immagine la Nebulosa Farfalla (NGC 6302). Le osservazioni multibanda hanno rivelato un nuova formazione visibile nel vicino infrarosso, derivante da emissioni di ferro ionizzato. La struttura ricorda una S e traccia probabilmente le espulsioni di gas più recenti, in moto ad alta velocità.
CREDITS:NASA, ESA, and J. Kastner (RIT)
https://hubblesite.org/contents/news-releases/2020/news-2020-31
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