Le stelle morenti che si liberano dei loro involucri esterni per formare le belle ma enigmatiche "nebulose planetarie" (PNe) hanno un nuovo campione dei pesi massimi, l'innocuo nome PNe BMP1613-5406. Grandi stelle vivono veloci e muoiono giovani, esplodendo come potenti supernove dopo solo pochi milioni di anni. Però, la stragrande maggioranza delle stelle, compreso il nostro sole, hanno una massa molto più bassa e possono vivere per molti miliardi di anni prima di passare attraverso una fase di PNe di breve durata ma gloriosa. PNe forma quando solo una piccola frazione di idrogeno incombusto rimane nel nucleo stellare. La pressione delle radiazioni espelle gran parte di questo materiale e il nucleo stellare caldo può trasparire. Questo ionizza il sudario precedentemente espulso creando una PNe e fornendo una documentazione fossile visibile e preziosa del processo di perdita di massa stellare (la PNe non ha nulla a che fare con i pianeti, ma ha acquisito questo nome perché le loro sfere luminose di gas ionizzato attorno alle loro stelle centrali calde assomigliavano ai pianeti primi osservatori).

PNe derivano teoricamente da stelle nell'intervallo 1-8 volte la massa del sole, che rappresenta il 90% di tutte le stelle più massicce del sole. Però, fino ad ora, È stato dimostrato che PNe deriva da stelle nate con solo 1-3 volte la massa del nostro sole. Professor Quentin Parker, Dipartimento di Fisica e Direttore del Laboratorio per la Ricerca Spaziale, L'Università di Hong Kong e il suo dottorato di ricerca. studentessa Fragkou Vasiliki, in collaborazione con l'Università di Manchester e il South African Astronomical Observatory, ora hanno ufficialmente infranto questo limite precedente e hanno ottenuto la prova che una PNe è emersa da una stella nata con 5,5 volte la massa del nostro sole. Il loro articolo di giornale "Una nebulosa planetaria di grande massa in un ammasso aperto galattico" è stato appena pubblicato su Astronomia della natura sito web di .

Ma perché è importante?

in primo luogo, Le PNe forniscono una finestra unica sull'anima dell'evoluzione stellare in fase avanzata rivelata dai loro ricchi spettri di righe di emissione che sono eccellenti laboratori per la fisica del plasma. PNe sono visibili a grandi distanze dove le loro linee forti consentono la determinazione della dimensione, velocità di espansione ed età della PN e anche sondando la fisica e le scale temporali della perdita di massa stellare. Possono anche essere usati per ricavare luminosità, temperatura e massa dei loro nuclei stellari residui centrali, e la composizione chimica del gas espulso.

In secondo luogo, e chiave qui, è che questo è un esempio senza precedenti di una stella la cui massa "progenitrice" originale dimostrata è vicina al limite inferiore teorico della formazione di supernova con collasso del nucleo. I nostri risultati sono la prima prova concreta che conferma le previsioni teoriche secondo cui le stelle di massa solare 5+ possono effettivamente formare PNe. Questo caso unico fornisce quindi alla comunità astronomica uno strumento importante per nuove intuizioni sull'evoluzione chimica stellare e galattica.

Ma come hanno fatto la squadra dell'Università di Hong Kong e dell'Università di Manchester a rivendicare la corona dei pesi massimi?

La chiave è stata la scoperta della PNe in un giovane, ammasso galattico aperto chiamato NGC6067. Trovare una PNe residente in un cluster aperto è un evento estremamente raro. Infatti, solo un altro PNe, PHR1615-6555 è mai stato precedentemente dimostrato di risiedere su un ammasso aperto ma la cui stella progenitrice aveva una massa notevolmente inferiore. interessante, questa era una scoperta precedente dalla stessa squadra guidata di qui. La posizione comprovata di una PN in un cluster fornisce dati chiave e importanti che è difficile acquisire altrimenti. Ciò include una distanza accurata e una stima della massa di "spegnimento" dell'ammasso (cioè la massa che una stella doveva avere quando è nata per essere vista evolversi dalla sequenza principale nell'ammasso di età nota). L'elevata fiducia nell'associazione PN-cluster deriva dalle loro velocità radiali altamente coerenti (a meglio di 1 km/s) in una linea di vista con un ripido gradiente velocità-distanza, distanze comuni, arrossamento comune e vicinanza fisica proiettata e stretta della PN al centro del cluster.

In sintesi, i nostri entusiasmanti risultati sono prove solide che confermano le previsioni teoriche secondo cui le stelle di massa solare 5+ possono formare nebulose planetarie e sono, come previsto, ricco di azoto. L'appartenenza al cluster della PN fornisce vincoli nuovi e rigidi sul limite di massa inferiore per la massa progenitrice delle supernove con collasso del nucleo e anche per l'estremità di massa da intermedia a alta della relazione di massa iniziale e finale della nana bianca (IFMR). Fornisce inoltre un punto di riferimento empirico per valutare le previsioni nucleosintetiche (creazione di elementi) per stelle di massa intermedia. PN BMPJ1613-5406 e il suo ammasso NGC6067 forniranno alla comunità astronomica importanti informazioni sull'evoluzione stellare e galattica (chimica).

Lo studio è pubblicato su Astronomia della natura .