NEBULOSE PLANETARIE E VENTI STELLARI UNITI DA UN DESTINO COMUNE

Pennellate d’artista per le asimmetrie celesti

Una nuova ricerca pubblicata su Science chiarisce alcuni aspetti della formazione di asimmetrie nelle nebulose planetarie. Grazie ai dati di Alma si è visto che anche i venti stellari prodotti dalle giganti rosse sono tutt’altro che sferici, e che i meccanismi alla base dei due processi potrebbero essere dovuti, in entrambi i casi, alla presenza nelle vicinanze di piccole stelle o grandi pianeti

     17/09/2020
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R Aquilae, nella costellazione dell’Aquila, è una stella gigante rossa del ramo asintotico. Crediti: Ku Leuven

Nella pinacoteca del cielo, tutti i quadri sono incredibilmente belli. Come in ogni pinacoteca, però, alcuni sono più belli di altri e invitano lo spettatore a soffermarsi più a lungo per osservarli: sono le nebulose planetarie, oggetti fra i più affascinanti che si possano trovare nel cielo. Gli “autori dei dipinti” sono innumerevoli processi fisici di cui non sempre abbiamo una comprensione completa ed esauriente, ma che piano piano impariamo a conoscere sempre meglio.

Le nebulose planetarie sono nubi di gas legate all’espulsione degli strati più esterni di stelle di massa simile a quella del Sole una volta giunte alla fine della loro vita. Con i pianeti non c’entrano: il loro nome è stato fissato dalla tradizione, poiché William Herschel pensò si dovesse trattare degli oggetti da cui si formavano i sistemi planetari. L’espulsione del materiale dalla stella è legata a intensi venti stellari, getti di plasma incandescente che la stella proietta nello spazio che la circonda.

Finora si è pensato che l’espulsione di tali venti dovesse avvenire con una simmetria sferica, generando quindi nubi con la stessa forma. Ma una buona porzione delle nebulose planetarie è tutt’altro che sferica e, nonostante siano state presentate varie ipotesi, il meccanismo alla base di tale asimmetria è rimasto finora sconosciuto. Ma in una nuova ricerca pubblicata oggi su Science e condotta tramite i dati di Alma, l’Atacama Large Millimeter Array che si trova nell’Atacama cileno, potrebbe trovarsi la chiave per capirlo.

Lo studio si è concentrato sui venti stellari attorno a quelle giganti rosse che gli astronomi classificano come appartenenti al ramo asintotico delle giganti (Agb): stelle fredde ed evolute che si trovano nell’ultimo stadio di vita prima di divenire nebulose planetarie. Il risultato della ricerca, in controtendenza rispetto a quello che finora era il consenso scientifico, è che in molti casi i venti stellari delle Agb non hanno in realtà una simmetria sferica, e che in qualche modo la loro geometria è simile a quelle incredibili forme che hanno le nebulose planetarie.

Sembrerebbe quindi che, all’origine dell’asimmetria sia dei venti stellari che delle nebulose planetarie, ci sia lo stesso meccanismo fisico.  Le più disparate forme dei venti e delle nebulose –  a disco, a occhio, a spirale o ad arco – potrebbero essere influenzate dalla presenza di piccole stelle o grandi pianeti nelle vicinanze della stella. Queste masse potrebbero infatti attirare verso di sé il materiale dei venti stellari e della nube, modificandone la forma e creando quelle asimmetrie che le rendono meravigliose.

Una galleria di alcuni dei venti stellari delle giganti rosse. Crediti: Decin et al., Science 2020

C’è di più, perché i venti stellari delle Agb producono l’85 per cento del gas e il 35 per cento della polvere che ritroviamo nello spazio interstellare e che, prima o poi, potrebbero ritrovarsi a comporre altre stelle e pianeti. Quindi, oltre a dirci qualcosa di più sul futuro del Sole, i risultati della ricerca hanno risvolti anche nel campo dell’evoluzione delle galassie, perché mostrano un diverso scenario per il fine vita di stelle simili alla nostra. «Siccome in passato non si teneva conto della reale complessità dei venti stellari», dice Leen Decin, la prima autrice dello studio, «ogni stima passata della perdita di massa delle stelle evolute può essere sbagliata anche di un fattore dieci».

Anche il Sole finirà così, dicevamo: tra sette miliardi di anni arriverà ad avere una dimensione pari a quella della distanza che oggi lo separa dalla Terra, diventerà più luminoso, entrerà nella sua fase di Agb e inizierà a emettere intensi venti solari. Giove e Saturno, i più massicci pianeti del nostro sistema, influenzeranno probabilmente la forma della nebulosa planetaria che si andrà a creare, rendendola una spirale, una farfalla o forse un occhio. Così la fisica dipingerà un altro bel quadro per la più bella delle pinacoteche.

Per saperne di più:

  • Leggi su Science l’articolo “(Sub)stellar companions shape the winds of evolved stars”, di L. Decin1, M. Montargès, A.M.S. Richards, C.A. Gottlieb, W. Homan, I. McDonald, I. El Mellah, T. Danilovich, S.H.J. Wallström, A. Zijlstra, A. Baudry, J. Bolte, E. Cannon, E. De Beck, F. De Ceuster, A. de Koter, J. De Ridder, S. Etoka, D. Gobrecht, M. Gray, F. Herpin, M. Jeste, E. Lagadec, P. Kervella, T. Khouri, K. Menten, T. J. Millar, H.S.P. Müller, J.M.C. Plane, R. Sahai, H. Sana, M. Van de Sande, L.B.F.M. Waters, K. T. Wong e J. Yates

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