Fin dalla loro scoperta alla fine del 1700, gli astronomi hanno scoperto che le nebulose planetarie, ovvero il guscio di gas incandescente in espansione espulso da una stella di massa medio-bassa nelle fasi avanzate della sua vita, possono assumere forme e dimensioni diverse. La maggior parte delle nebulose planetarie si presenta come circolare, ellittica o bipolare, ma alcune si discostano dalla norma, come si può vedere nelle nuove immagini ad alta risoluzione di nebulose planetarie del telescopio spaziale James Webb della NASA.
La nuova osservazione di Webb sulla nebulosa planetaria NGC 6072 nel vicino e medio infrarosso mostra quella che potrebbe apparire come una scena molto disordinata, simile a schizzi di vernice. Tuttavia, l’aspetto insolito e asimmetrico suggerisce meccanismi più complessi in atto, mentre la stella al centro della scena si avvicina alle fasi finali della sua vita ed espelle gusci di materia, perdendo fino all’80% della sua massa. Gli astronomi stanno utilizzando Webb per studiare le nebulose planetarie per saperne di più sull’intero ciclo di vita delle stelle e sul loro impatto sull’ambiente circostante.
Innanzitutto, osservando l’immagine della NIRCam (Near-Infrared Camera) di Webb, è subito evidente che questa nebulosa è multipolare. Ciò significa che ci sono diversi deflussi ellittici che fuoriescono dal centro in entrambe le direzioni: uno dalle ore 11 alle ore 5, un altro dalle ore 13 alle ore 7 e forse un terzo dalle ore 12 alle ore 6. I deflussi possono comprimere il materiale durante il loro percorso, dando origine a un disco perpendicolare ad esso. Gli astronomi affermano che questa è la prova che probabilmente ci sono almeno due stelle al centro di questa scena. Nello specifico, una stella compagna sta interagendo con una stella invecchiata che aveva già iniziato a perdere parte dei suoi strati esterni di gas e polvere.
La regione centrale della nebulosa planetaria brilla dal caldo nucleo stellare, visibile come una tonalità azzurra chiara nella luce del vicino infrarosso. Il materiale arancione scuro, composto da gas e polvere, segue sacche o aree aperte che appaiono di colore blu scuro. Questa aggregazione potrebbe essere stata creata dalla formazione di dense nubi molecolari, schermate dalla radiazione calda della stella centrale. Potrebbe anche esserci un fattore temporale in gioco. Nel corso di migliaia di anni, venti interni veloci potrebbero aver solcato l’alone emesso dalla stella principale quando questa ha iniziato a perdere massa.
Le lunghezze d’onda più lunghe catturate dal MIRI (Mid-Infrared Instrument) di Webb mettono in evidenza la polvere, rivelando la stella che i ricercatori sospettano possa essere al centro di questa scena. Appare come un piccolo puntino rosato-biancastro in questa immagine. L’osservazione di Webb nelle lunghezze d’onda del medio infrarosso rivela anche anelli concentrici che si espandono dalla regione centrale, il più evidente dei quali è quello che si sviluppa appena oltre i bordi dei lobi. Questa potrebbe essere un’ulteriore prova della presenza di una stella secondaria al centro della scena, nascosta alla nostra vista. La stella secondaria, ruotando ripetutamente attorno alla stella principale, potrebbe aver scavato anelli di materiale a forma di bersaglio, mentre la stella principale espelleva massa durante una fase iniziale della sua vita. Gli anelli potrebbero anche suggerire una sorta di pulsazione che ha provocato l’espulsione uniforme di gas o polvere in tutte le direzioni, a distanza di migliaia di anni l’una dall’altra.
Le aree rosse in NIRCam e quelle blu in MIRI tracciano entrambe gas molecolare freddo (probabilmente idrogeno molecolare), mentre le regioni centrali tracciano gas ionizzato caldo. Man mano che la stella al centro di una nebulosa planetaria si raffredda e si affievolisce, la nebulosa si dissolve gradualmente nel mezzo interstellare, contribuendo alla formazione di materiale arricchito che aiuta a formare nuove stelle e sistemi planetari, ora contenenti quegli elementi più pesanti. L’immagine di NGC 6072 realizzata da Webb apre le porte allo studio del modo in cui le nebulose planetarie con forme più complesse contribuiscono a questo processo.
Il telescopio spaziale James Webb è il principale osservatorio spaziale al mondo. Webb sta risolvendo i misteri del nostro sistema solare, guardando oltre, verso mondi lontani attorno ad altre stelle, e sondando le misteriose strutture e origini del nostro universo e il nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, l’ESA (Agenzia Spaziale Europea) e la CSA (Agenzia Spaziale Canadese).
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