COME FUNZIONANO LE NEBULOSE PLANETARIE

Due stelle strette strette

Le nebulose planetarie come Fleming 1, osservata dal VLT dell'ESO, sono gusci di gas incandescente intorno a nane bianche. Gli astronomi cercano di capire cosa controlli l'aspetto spettacolare e simmetrico dei getti nello spazio. Nel caso di Fleming 1, racconta uno studio su Science, le stelle al centro sono in realtà due.

Utilizzando il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, gli astronomi hanno scoperto una coppia di stelle in orbita una intorno all’altra al centro di uno dei più notevoli esempi di nebulosa planetaria.

Il nuovo risultato conferma una teoria molto discussa su che cosa controlli l’aspetto spettacolare e simmetrico del materiale lanciato nello spazio da questo tipo di oggetti.

Le nebulose planetarie sono definite come dei gusci di gas incandescente intorno a nane bianche, stelle simili al Sole, negli stadi finali di vita. Fleming 1 è un bellissimo esempio, con due getti sorprendentemente simmetrici che si intrecciano in nodi e curve. Si trova nella costellazione australe del Centauro.

Gli astronomi hanno discusso a lungo su come si possano produrre tali getti simmetrici, ma non è stato mai raggiunto alcun accordo. Ora un’equipe di ricercatori guidata da Henri Boffin (ESO, Cile) ha combinato nuove osservazioni del VLT di Fleming 1 con modelli numerici esistenti per spiegare in dettaglio per la prima volta come si possono creare queste forme bizzarre.

L’equipe ha usato il telescopio dell’ESO per studiare la luce proveniente dalla stella centrale. Hanno trovato che probabilmente Fleming 1 ospita non una ma due nane bianche al centro, in orbita l’una intorno all’altra ogni 1,2 giorni circa. Anche se le stelle binarie sono già state trovate all’interno delle nebulose planetarie, sistemi con due nane bianche sono molto rari.

«L’origine delle belle e intricate forme di Fleming 1 e di oggetti analoghi è stata controversa per molti decenni», dice Henri Boffin. «Gli astronomi avevano già suggerito in precedenza la presenza di una stella binaria, ma si pensava che in questo caso la coppia fosse molto larga, con un periodo orbitale di decine di anni o più. Grazie ai nostri modelli e alle osservazioni, che ci hanno permesso di esaminare questo sistema singolare in gran dettaglio e guardare proprio nel cuore della nebulosa, abbiamo scoperto che la coppia è qualche migliaio di volte più stretta di quello che si pensava».

Quando una stella di massa fino a otto volte quella del Sole si avvicina alla fine della propria vita, espelle i gusci esterni e inizia a perdere massa. Questo permette al nucleo caldo di irraggiare con forza e riscaldare il bozzolo di gas in espansione fino a farlo risplendere come nebulosa planetaria.

Alcune delle nebulose più spettacolari, una delle quali è proprio Fleming 1, hanno strutture simmetriche rispetto a un punto: il materiale sembra uscire da entrambi i poli della regione centrale con un flusso a forma di S. Questo nuovo studio mostra che queste strutture in Fleming 1 sono il risultato dell’interazione ravvicinata tra due stelle: il soprendente canto del cigno di una coppia stellare.

Quando le stelle hanno iniziato a invecchiare si sono espanse, e per una frazione di questo tempo una di queste si è comportata come un vampiro stellare, succhiando materia dalla compagna. Questa materia fluiva verso il vampiro, circondandolo con un disco noto come disco di accrescimento. Poichè le stelle erano in orbita l’una intorno all’altra, entrambe interagivano con il disco e lo facevano muovere come una trottola – un tipo di moto chiamato precessione. Questo movimento influisce sul comportamento di qualsiasi materiale espulso dai poli del sistema, come i getti in deflusso. Questo studio ora conferma che il disco di accrescimento in precessione in sistemi binari può produrre la struttura straordinariamente simmetrica intorno alle nebulose planetarie come Fleming 1.

Le immagini profonde del VLT hanno portato anche alla scoperta di un anello nodoso di materiale nella zona interna della nebulosa. Tale anello è già stato osservato in altre famiglie di sistemi binari e sembra essere il segno distintivo della presenza di una coppia stellare.

«I nostri risultati portano ulteriori conferme del ruolo dell’interazione tra coppie di stelle per dare forma e forse anche per produrre le nebulose planetarie», conclude Boffin. Lo studio verrà pubblicato nel numero del 9 novembre 2012 della rivista Science.