Il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA dimostra la sua gamma completa di capacità di imaging con due nuove immagini di nebulose planetarie. Le immagini ritraggono due giovani nebulose planetarie vicine, NGC 6302, soprannominata la Nebulosa Farfalla, e NGC 7027. Entrambe sono tra le nebulose planetarie più polverose conosciute ed entrambe contengono masse di gas insolitamente grandi, che li ha resi una coppia interessante per lo studio in parallelo da parte di un team di ricercatori.

Come motori a fusione nucleare, la maggior parte delle stelle vive una vita placida da centinaia di milioni a miliardi di anni. Ma verso la fine della loro vita possono trasformarsi in folli trottole, sbuffando conchiglie e getti di gas caldo. Gli astronomi hanno usato Hubble per sezionare questi folli fuochi d'artificio che accadono in queste due nebulose planetarie. I ricercatori hanno trovato livelli di complessità senza precedenti e rapidi cambiamenti nei getti e nelle bolle di gas che esplodono dalle stelle al centro di ogni nebulosa. Hubble sta ora permettendo ai ricercatori di convergere sulla comprensione dei meccanismi alla base di questo caos.

Il telescopio spaziale Hubble ha già ripreso questi oggetti, ma non per molti anni e mai prima con lo strumento Wide Field Camera 3 su tutta la sua gamma di lunghezze d'onda, effettuando osservazioni nella luce dal vicino ultravioletto al vicino infrarosso. "Queste nuove osservazioni Hubble multi-lunghezza d'onda forniscono la visione più completa fino ad oggi di entrambe queste spettacolari nebulose, " ha affermato Joel Kastner del Rochester Institute of Technology, Rochester, New York, capofila del nuovo studio. "Mentre scaricavo le immagini risultanti, Mi sentivo come un bambino in un negozio di caramelle".

Le nuove immagini di Hubble rivelano con vividi dettagli come entrambe le nebulose si stiano separando su scale temporali estremamente brevi, consentendo agli astronomi di vedere i cambiamenti negli ultimi due decenni. In particolare, Le ampie vedute multi-lunghezza d'onda di Hubble di ciascuna nebulosa stanno aiutando i ricercatori a tracciare la storia delle onde d'urto in esse. Tali shock sono generalmente generati quando sono freschi, i veloci venti stellari colpiscono e spazzano via il gas e la polvere che si espandono più lentamente espulsi dalla stella nel suo recente passato, generando cavità simili a bolle con pareti ben definite.

I ricercatori sospettano che al centro di ogni nebulosa ci fossero due stelle in orbita l'una intorno all'altra. La prova di un "duo dinamico" così centrale viene dalle forme bizzarre di queste nebulose. Ognuno ha un pizzicato, vita polverosa e lobi polari o deflussi, così come altri, schemi simmetrici più complessi.

Una teoria principale per la generazione di tali strutture nelle nebulose planetarie è che la stella che perde massa è una delle due stelle in un sistema binario. Le due stelle orbitano l'una intorno all'altra abbastanza da poter interagire alla fine, producendo un disco di gas attorno a una o entrambe le stelle. Il disco quindi lancia getti che gonfiano i lobi orientati al polo del gas in uscita.

Un altro, imparentato, l'ipotesi popolare è che la stella più piccola della coppia possa fondersi con la sua rigonfia, compagno stellare in più rapida evoluzione. Questa configurazione stellare binaria "inviluppo comune" di vita molto breve può anche generare getti oscillanti, formando i tipici deflussi bipolari comunemente osservati nelle nebulose planetarie. Però, le sospette stelle compagne in queste nebulose planetarie non sono state osservate direttamente. I ricercatori suggeriscono che ciò potrebbe essere dovuto al fatto che questi compagni sono accanto a, o sono già stati inghiottiti da, stelle giganti rosse molto più grandi e luminose.

NGC 6302, comunemente nota come Nebulosa Farfalla, mostra un distinto motivo a forma di S visto in rosso-arancio nell'immagine. Immagina un irrigatore da prato che gira all'impazzata, lanciando due ruscelli a forma di S. In questo caso non è acqua nell'aria, ma gas espulso ad alta velocità da una stella. E la "S" appare solo quando catturata dal filtro della fotocamera Hubble che registra l'emissione nel vicino infrarosso da atomi di ferro ionizzati singolarmente. Questa emissione di ferro è indicativa di collisioni energiche tra venti lenti e veloci, che è più comunemente osservato nei nuclei galattici attivi e nei resti di supernova.

"Questo è molto raro nelle nebulose planetarie, " ha spiegato il membro del team Bruce Balick dell'Università di Washington a Seattle. "È importante sottolineare che l'immagine dell'emissione di ferro mostra che velocemente, i venti fuori asse penetrano lontano nella nebulosa come tsunami, cancellando gli ex cumuli sui loro percorsi e lasciando solo lunghe code di detriti."

L'immagine di accompagnamento di NGC 7027, che assomiglia a un insetto gioiello, indica che stava lentamente gonfiando la sua massa in silenzio, modelli sfericamente simmetrici o forse a spirale per secoli, fino a tempi relativamente recenti. "Qualcosa di recente è andato in tilt proprio al centro, producendo un nuovo motivo a quadrifoglio, con proiettili di materiale sparati in direzioni precise, " ha spiegato Kastner.

La carta della squadra, "Primi risultati di uno studio di imaging pancromatico HST/WFC3 sui giovani, Nebulose planetarie in rapida evoluzione NGC 7027 e NGC 6302" è stato pubblicato il 15 giugno 2020 sulla rivista galassie .