Il telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA dimostra tutte le sue capacità di imaging con due immagini di nebulose planetarie. Le immagini mostrano due giovani nebulose planetarie vicine: NGC 6302, chiamata nebulosa Farfalla, e NGC 7027. Entrambe sono tra le nebulose planetarie più polverose conosciute ed entrambe contengono masse di gas eccezionalmente grandi.
La maggior parte delle stelle vive una vita tranquilla per centina di milioni o miliardi di anni ma, quando si avvicinano alla fine della loro vita, possono trasformarsi in trottole impazzite, sbuffando gusci e getti di gas caldi. Gli astronomi hanno utilizzato Hubble per analizzare questi “fuochi d’artificio” nelle due nebulose planetarie. I ricercatori hanno scoperto livelli di complessità e cambiamenti rapidi senza precedenti nei getti e nelle bolle di gas che esplodono dalle stelle al centro di ogni nebulosa. Il telescopio Hubble aveva catturato immagini d questi oggetti prima, ma non per molti anni e mai prima con lo strumento Wide Field Camera 3 in tutto il suo intervallo di lunghezza d’onda, compiendo osservazioni nella luce da quasi ultravioletta a quasi infrarossa. “Queste nuove osservazioni di Hubble a molteplici lunghezze d’onda forniscono la vista più completa finora di entrambe queste spettacolari nebulose”, dichiara Joel Kastner del Rochester Institute of Technology, leader dello studio.
Le nuove immagini di Hubble svelano in grande dettaglio come entrambe le nebulose si stanno dividendo in due in scale temporali estremamente brevi. In particolare, le immagini di Hubble stanno aiutando i ricercatori a tracciare le storie delle onde d’urto nelle nebulose. Questi shock tipicamente sono generati quando i freschi e veloci venti stellari colpiscono e spazzano più lentamente il gas in espansione e la polvere espulsa dalla stella nel suo recente passato, generando cavità come bolle con pareti ben definite.
I ricercatori ipotizzano che al centro di ogni nebulosa ci fossero due stelle in orbita l’una intorno all’altra. Le evidenze di ciò derivano dalle strane forme di queste nebulose. Ognuna ha un “girovita” polveroso e schiacciato e lobi polari, così come modelli simmetrici più complessi. Una delle teorie principali per la generazione di queste strutture nelle nebulose planetarie è che la stella che perde massa sia una delle due stelle nel sistema binario. Le due stelle orbitano abbastanza vicino da interagire, producendo un disco di gas intorno ad una o entrambe le stelle. Il disco poi espelle getti che gonfiano i lobi polari di gas in uscita.
Un’altra ipotesi è che la stella più piccola della coppia possa fondersi con la compagna più gonfia e in più rapida evoluzione. Questa configurazione di stelle binarie può anche generare getti, che formano i deflussi bipolari comunemente osservati nelle nebulose planetarie. Tuttavia, le presunte stelle compagne in queste nebulose planetarie non sono state osservate direttamente. I ricercatori suggeriscono che questo possa essere dovuto al fatto che sono vicine a, o che sono già stata ingoiate da, giganti rosse molto più grandi e luminose.
NGC 6302 mostra un chiaro modello a forma di S, visto in arancione-rosso nell’immagine, grazie al gas espulso ad alta velocità dalla stella. E la “S” appare solo quando catturato dal filtro della camera di Hubble che registra le emissioni nel quasi infrarosso da atomi di ferro ionizzati singolarmente. Queste emissioni di ferro sono indicative di collisioni energetiche tra venti sia lenti che veloci, comunemente osservate nei nuclei galattici attivi e nei resti di supernova. “Questo viene raramente osservato nelle nebulose planetarie. In particolare, l’immagine delle emissioni di ferro mostra che veloci venti penetrano nella nebulosa come tsunami, cancellando gli ammassi nel loro percorso e lasciando solo lunghe code di detriti”, spiega Bruce Balick (Università di Washington in Seattle).
L’immagine di NGC 7027 indica che ha espulso lentamente la sua massa in modelli sferici simmetrici o forse a spirale per secoli. “Qualcosa recentemente è andato in tilt al centro, producendo un nuovo modello a quadrifoglio, con colpi di materiale esplosi in specifiche direzioni”, conclude Kastner.
