Struttura 3D della iconica Nebulosa Anello offre ‘una nuova visione di un vecchio amico astronomico

La Nebulosa Anello catturata in luce visibile dal Telescopio Spaziale Hubble (a sinistra); in emissione radio da molecole di monossido di carbonio da SMA (al centro); e nell’infrarosso da JWST (a destra) sovrapposta con contorni di emissione di CO. Uno degli oggetti più fotografati nel cielo notturno è la Nebulosa Anello, i resti di una stella simile al Sole scomparsa circa 2.000 anni luce dalla Terra. Il suo aspetto sorprendente, simile a un anello di fumo, ha sia affascinato che confuso gli astronomi, che hanno a lungo dibattuto se questo residuo assuma veramente una forma ad anello o se il suo aspetto sia semplicemente un’illusione creata dal nostro punto di vista nello spazio. Nuove osservazioni della Nebulosa Anello hanno ora tracciato il movimento delle molecole di gas lungo il suo bordo, permettendo agli astronomi di svelarne la struttura in maggiore dettaglio. I risultati mostrano che il residuo è meno simile a un anello perfetto e più simile a un barile, con il nostro punto di vista allineato direttamente lungo i suoi poli. Stiamo guardando “direttamente nel barile, il che è davvero sorprendente per me — siamo solo fortunati,” ha detto Joel Kastner del Rochester Institute of Technology ai giornalisti martedì (14 gennaio) durante la 245ª conferenza stampa della American Astronomical Society (AAS) nel Maryland. Questi risultati aiutano gli scienziati a comprendere meglio i processi che scolpiscono le complesse nebulose planetarie, che, nonostante il loro nome, non hanno alcuna connessione reale con i pianeti. Sono in realtà i resti di stelle simili alla nostra che sono morte molto tempo fa. Il termine errato è nato a causa dell’aspetto simile a un pianeta di queste nebulose quando osservate dai primi astronomi attraverso piccoli telescopi. “Le nebulose planetarie erano una volta considerate oggetti semplici e rotondi con una singola stella morente al centro,” ha detto l’astronomo Roger Wesson dell’Università di Cardiff in una dichiarazione precedente. “Ci si chiede: come fa una stella sferica a creare strutture così intricate e delicate non sferiche?” Nel tentativo di scoprirlo, l’anno scorso, Kastner e i suoi colleghi hanno utilizzato il Submillimeter Array (SMA) — una rete di antenne radio sulla cima del Mauna Kea alle Hawaii — per raccogliere immagini ad alta risoluzione della Nebulosa Anello. In particolare, hanno mappato i movimenti delle molecole di gas di monossido di carbonio che delineano la nebulosa. Kastner ha detto che tracciare le velocità e le posizioni di quelle molecole, che sono state espulse dalla stella morente simile al Sole che ha creato la nebulosa circa 4.000 anni fa, ha rivelato la sua forma 3D in dettaglio — qualcosa che non può essere determinato dalle viste collassate dai telescopi, anche osservatori potenti come Hubble e James Webb. Oltre ad aiutare i ricercatori a definire la struttura ellissoidale della nebulosa, il modello 3D ha anche confermato che il cadavere stellare della stella scomparsa noto come nana bianca, che è visto come il piccolo punto bianco all’interno della nebulosa, è effettivamente situato al suo centro. “Non era una conclusione scontata,” ha detto Kastner durante la conferenza stampa dell’AAS. La nana bianca appare leggermente decentrata in molte immagini telescopiche; questo, tuttavia, potrebbe essere dovuto al nostro angolo di visuale e ai “poli” leggermente disallineati del residuo, piuttosto che alla posizione della stella stessa, ha spiegato Kastner. Recenti immagini squisite dal Telescopio Spaziale James Webb avevano rivelato diversi archi concentrici appena oltre il bordo esterno dell’anello principale, che sembrano essersi formati ogni 280 anni. Ma non c’è una ragione ovvia per cui ciò accadrebbe con tale regolarità, portando gli astronomi a ipotizzare che una stella compagna invisibile probabilmente orbita attorno alla nana bianca centrale. Quella stella nascosta, che gli astronomi stimano dovrebbe essere almeno tanto lontana dalla stella centrale quanto Plutone lo è dal Sole, avrebbe scolpito il materiale espulso dalla stella morente per risultare nella nebulosa straordinariamente complessa che vediamo e amiamo oggi. Infatti, nelle nuove osservazioni, Kastner e il suo team hanno osservato “buchi” nella nebulosa, che attribuiscono a flussi più veloci e più giovani espulsi dalla stella compagna nascosta. La presenza di un fratello stellare alla stella centrale “complicherà notevolmente” lo scenario semplice di una stella che forma queste nebulose, ha detto Kastner durante la conferenza stampa.