Proprio come la Nebulosa Anello Meridionale, una delle prime immagini di Webb, la Nebulosa Anello mostra intricate strutture degli stadi finali di una stella morente simile al Sole.
“Una volta si pensava che le nebulose planetarie fossero semplici oggetti rotondi con una singola stella morente al centro. Sono state chiamate così [nebulose] per il loro aspetto sfocato, simile a un pianeta se viste attraverso piccoli telescopi", ha spiegato nel comunicato Roger Wesson dell'Università di Cardiff. "Solo poche migliaia di anni fa, quella stella era ancora una gigante rossa che stava perdendo gran parte della sua massa. Come ultimo addio, il nucleo caldo adesso sta ionizzando, o riscaldando, il gas espulso e la nebulosa sta rispondendo con un'emissione colorata di luce. Le osservazioni moderne, tuttavia, mostrano che la maggior parte delle nebulose planetarie sono molto complesse. Si pone la domanda: come fa una stella sferica a creare strutture non sferiche così intricate e delicate?"
“La Nebulosa Anello è l'obiettivo ideale per svelare alcuni dei misteri delle nebulose planetarie. È vicina, a circa 2.200 anni luce di distanza, ed è luminosa, visibile con un binocolo in una limpida serata estiva dall'emisfero settentrionale e da gran parte di quello meridionale. Il nostro team, denominato ESSENcE (Evolved StarS and their Nebulae in the JWST Era), è un gruppo internazionale di esperti di nebulose planetarie e oggetti correlati. Ci siamo resi conto che le osservazioni di Webb ci avrebbero fornito intuizioni inestimabili, dal momento che la Nebulosa Anello si adatta perfettamente al campo visivo degli strumenti NIRCam (Near-Infrared Camera) e MIRI (Mid-Infrared Instrument) del telescopio. La nostra proposta di osservarla è stata accettata (programma General Observers 1558) e Webb ha catturato le immagini della Nebulosa Anello solo poche settimane dopo l'inizio delle operazioni scientifiche il 12 luglio 2022.".
Dettagli super
Il team è rimasto sbalordito dai dettagli contenuti nelle nuove osservazioni.
L'anello luminoso che dà il nome alla nebulosa è composto da circa 20.000 singoli ammassi di denso gas molecolare di idrogeno, ognuno dei quali massiccio quanto la Terra. All'interno dell'anello c'è una stretta banda di emissione di idrocarburi policiclici aromatici, o IPA, molecole complesse contenenti carbonio che gli scienziati non si aspettavano di trovare nella nebulosa.
Al di fuori dell'anello luminoso, Webb ha evidenziato curiose "punte" dirette lontano dalla stella centrale, che sono prominenti nell'infrarosso ma erano visibili solo molto debolmente nelle immagini del telescopio spaziale Hubble. "Pensiamo che queste potrebbero essere dovute a molecole che possono formarsi nell'ombra delle parti più dense dell'anello, dove sono schermate dalla radiazione diretta e intensa della calda stella centrale", ha detto Wesson.
Questa nuova immagine della NIRCam (Near-Infrared Camera) di Webb mostra dettagli intricati della struttura del filamento dell’anello interno. Nella nebulosa ci sono circa 20.000 globuli densi, ricchi di idrogeno molecolare. Al contrario, la regione interna mostra gas molto caldo. Il guscio principale contiene un sottile anello di emissione potenziata da molecole a base di carbonio note come idrocarburi policiclici aromatici (IPA).
Crediti: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow (University College London), N. Cox (ACRI-ST), R. Wesson (Università di Cardiff)
Compagna svelata
Le immagini MIRI hanno fornito la visione più nitida e chiara del debole alone molecolare al di fuori dell'anello luminoso.
La presenza di un massimo di dieci caratteristiche concentriche regolarmente distanziate all'interno di questo debole alone è stata una scoperta sorprendente. Questi archi devono essersi formati circa ogni 280 anni mentre la stella centrale perdeva i suoi strati esterni. Tuttavia, "quando una singola stella si evolve in una nebulosa planetaria, non c'è nessun processo che conosciamo che abbia quel tipo di periodo di tempo", ha spiegato Wesson.
“Allora, come ha fatto una stella sferica a formare una nebulosa così strutturata e complicata come la Nebulosa Anello?", ha aggiunto lo scienziato.
Gli anelli secondari suggeriscono che ci deve essere una stella compagna nel sistema, in orbita tanto lontana dalla stella centrale quanto Plutone dal nostro Sole. "Mentre la stella morente stava abbandonando la sua atmosfera, la stella compagna ha modellato il deflusso e l'ha scolpito. Nessun telescopio precedente aveva la sensibilità e la risoluzione spaziale per scoprire questo sottile effetto".
Questa nuova immagine della Nebulosa Anello ottenuta dal MIRI (Mid-InfraRed Instrument) di Webb rivela particolari dettagli nelle caratteristiche concentriche nelle regioni esterne dell’anello della nebulosa. Circa dieci archi concentrici situati appena oltre il bordo esterno dell'anello principale. Si pensa che gli archi abbiano origine dall'interazione della stella centrale con una compagna di piccola massa che orbita a una distanza paragonabile a quella tra la Terra e Plutone.
Crediti: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow (University College London), N. Cox (ACRI-ST), R. Wesson (Università di Cardiff)
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