Ehi, l’ultima stella sta morendo

Ingrandisci / La Nebulosa Farfalla, situata a meno di 4.000 anni luce dalla Terra nella costellazione dello Scorpione, è un esempio lampante di nebulosa planetaria, lo stadio finale dell’evoluzione di una stella di piccole e medie dimensioni. Le “ali” trasparenti di una farfalla sono costituite da gas e polvere che è stato espulso dalla stella morente e illuminato dall’interno dal nucleo rimanente della stella. La forma simmetrica della nebulosa a due lobi è un segno rivelatore che la sua stella compagna ha contribuito a formare i gas in uscita. Sia la stella principale che la sua compagna sono nascoste da una coltre di polvere al centro della nebulosa.

Tra miliardi di anni, quando il nostro Sole si avvicina alla fine della sua vita e i nuclei di elio iniziano a fondersi nel suo nucleo, si gonfierà drammaticamente e si trasformerà in quella che è conosciuta come una stella gigante rossa. Dopo aver ingoiato Mercurio, Venere e la Terra con la difficoltà di ruttare, sarebbe diventato così grande da non poter più trattenere i suoi strati esterni di gas e polvere.

In un glorioso finale, questi strati esploderanno nello spazio per formare un bellissimo velo di luce, che brillerà come un’insegna al neon per migliaia di anni prima di svanire.

La galassia è costellata di migliaia di questi monumenti simili a gioielli, conosciuti come nebulose planetarie. È lo stadio terminale naturale delle stelle che vanno da metà della massa del Sole a otto volte la sua massa. (La maggior parte delle stelle massicce ha una fine più violenta, un’esplosione chiamata supernova.) Le nebulose planetarie hanno una vertiginosa varietà di forme, come suggerito da nomi come Southern Crab, Cat’s Eye e Butterfly. Ma nonostante la sua bellezza, è stato anche un mistero per gli astronomi. Come fa una farfalla cosmica a emergere dal bozzolo rotondo apparentemente privo di caratteristiche di una stella gigante rossa?

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Osservazioni e modelli al computer ora indicano una spiegazione che sarebbe sembrata strana 30 anni fa: la maggior parte delle giganti rosse ha una stella compagna molto più piccola nascosta tra le braccia della gravità. Questa seconda stella forma la trasformazione in una nebulosa planetaria, proprio come un vasaio forma una ciotola su un tornio da vasaio.

Il nuovo James Webb Space Telescope della NASA ha rivelato dettagli insoliti nella Southern Ring Nebula, una nebulosa planetaria situata a circa 2.500 anni luce di distanza nella costellazione della Vela.  Sulla sinistra, un'immagine nel vicino infrarosso mostra splendidi gusci concentrici di gas, che raccontano le eruzioni della stella morente.  Sulla destra, l'immagine nel medio infrarosso distingue facilmente la stella morente al centro della nebulosa (rossa) dalla sua stella compagna (blu).  Tutto il gas e la polvere nella nebulosa sono stati espulsi dalla stella rossa.
Ingrandisci / Il nuovo James Webb Space Telescope della NASA ha rivelato dettagli insoliti nella Southern Ring Nebula, una nebulosa planetaria situata a circa 2.500 anni luce di distanza nella costellazione della Vela. Sulla sinistra, un’immagine nel vicino infrarosso mostra splendidi gusci concentrici di gas, che raccontano le eruzioni della stella morente. Sulla destra, l’immagine nel medio infrarosso distingue facilmente la stella morente al centro della nebulosa (rossa) dalla sua stella compagna (blu). Tutto il gas e la polvere nella nebulosa sono stati espulsi dalla stella rossa.

La teoria prevalente sulla formazione di nebulose planetarie in precedenza includeva solo una stella: la stessa gigante rossa. Con solo una debole forza gravitazionale sui suoi strati esterni, perde massa molto rapidamente verso la fine della sua vita, perdendo fino all’1% ogni secolo. Esce anche come una pentola di acqua bollente sotto la superficie, facendo pulsare gli strati esterni dentro e fuori. Gli astronomi hanno ipotizzato che questi impulsi producano onde d’urto che esplodono Gas e polvere nello spazio, creando il cosiddetto vento stellare. Tuttavia, richiederebbe una grande quantità di energia per espellere completamente questa materia senza che ricada nella stella. Non può essere alcun dolce esalare, questo vento; Hai bisogno della potenza di un missile.

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Dopo che lo strato esterno della stella è fuoriuscito, lo strato interno molto più piccolo collassa in una nana bianca. Questa stella, molto più calda e luminosa della gigante rossa da cui proviene, illumina e riscalda il gas in fuga, finché il gas inizia a brillare da solo e vediamo una nebulosa planetaria. L’intero processo è molto veloce per gli standard astronomici ma lento per gli standard umani, di solito richiede secoli o migliaia di anni.

Fino al lancio del telescopio spaziale Hubble nel 1990, “eravamo sicuri di essere sulla strada giusta” per comprendere il processo, afferma Bruce Balick, astronomo dell’Università di Washington. Poi lui e il collega Adam Frank, dell’Università di Rochester a New York, erano a una conferenza in Austria e videro le prime immagini di Hubble di nebulose planetarie. “Siamo usciti per un caffè, abbiamo visto le foto e sapevamo che il gioco era cambiato”, dice Balik.

Gli astronomi presumevano che le giganti rosse fossero sfericamente simmetriche e che la stella rotonda dovesse produrre una nebulosa circolare planetaria. Ma non è quello che Hubble ha visto, nemmeno vicino ad esso. “Sta diventando chiaro che molte nebulose planetarie hanno strutture asimmetriche e centrate”, afferma Joel Kastner, astronomo del Rochester Institute of Technology. Hubble ha rivelato notevoli lobi, ali e altre strutture che non erano rotonde ma erano simmetriche rispetto all’asse principale della nebulosa, come se stessero girando attorno a un tornio da vasaio.

Nelle prime immagini degli osservatori terrestri, la Nebulosa del Granchio Meridionale sembrava contenerne quattro

Nelle prime immagini degli osservatori terrestri, la Nebulosa del Granchio Meridionale sembrava avere quattro “zampe” curve come un granchio. Ma immagini dettagliate del telescopio spaziale Hubble mostrano che queste gambe sono i lati di due bolle che formano all’incirca una forma a clessidra. Al centro delle bolle ci sono due flussi di gas, con “nodi” che possono accendersi quando incontri gas interstellare. Il Cancro meridionale, situato a diverse migliaia di anni luce dalla Terra nella costellazione del Centauro, sembra aver subito due eventi di rilascio di gas. Circa 5.500 anni fa, ha ideato la “clessidra” all’aperto e un evento simile 2.300 anni fa ha creato l’evento indoor molto più piccolo.

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