Una nebulosa è una cosa davvero meravigliosa da vedere. Prende il nome dalla parola latina per "nuvola", le nebulose non sono solo enormi nuvole di polvere, idrogeno e gas elio e plasma; spesso sono anche "vivai stellari", ovvero il luogo in cui nascono le stelle. E per secoli, galassie lontane sono state spesso scambiate per queste enormi nuvole.
Purtroppo, tali descrizioni a malapena graffiano la superficie di ciò che le nebulose sono e quale sia il loro significato. Tra il loro processo di formazione, il loro ruolo nella formazione stellare e planetaria e la loro diversità, le nebulose hanno fornito all'umanità intrighi e scoperte infinite.
Da qualche tempo, scienziati e astronomi sono consapevoli che lo spazio esterno non è realmente un vuoto totale. In realtà, è costituito da particelle di gas e polvere conosciute collettivamente come mezzo interstellare (ISM). Circa il 99% dell'ISM è composto da gas, mentre circa il 75% della sua massa assume la forma di idrogeno e il restante 25% come elio.
Il gas interstellare è costituito in parte da atomi e molecole neutri, nonché da particelle cariche (ovvero plasma), come ioni ed elettroni. Questo gas è estremamente diluito, con una densità media di circa 1 atomo per centimetro cubo. Al contrario, l'atmosfera terrestre ha una densità di circa 30 quintilioni di molecole per centimetro cubo (3,0 x 1019 per cm³) a livello del mare.
Anche se il gas interstellare è molto disperso, la quantità di materia si somma sulle vaste distanze tra le stelle. E alla fine, e con sufficiente attrazione gravitazionale tra le nuvole, questa materia può fondersi e collassare per formare stelle e sistemi planetari.
Formazione della nebulosa:
In sostanza, una nebulosa si forma quando parti del mezzo interstellare subiscono un collasso gravitazionale. La reciproca attrazione gravitazionale fa sì che la materia si aggreghi, formando regioni di densità sempre maggiore. Da questo, le stelle possono formarsi al centro del materiale che collassa, la cui radiazione ionizzante ultravioletta fa sì che il gas circostante diventi visibile alle lunghezze d'onda ottiche.
La maggior parte delle nebulose sono di dimensioni enormi, misurando fino a centinaia di anni luce di diametro. Sebbene più denso dello spazio che li circonda, la maggior parte delle nebulose è molto meno densa di qualsiasi vuoto creato in un ambiente terrestre. In effetti, una nuvola nebulosa di dimensioni simili alla Terra avrebbe solo tanta materia che la sua massa sarebbe stata di pochi chilogrammi.
Classificazione della nebulosa:
Gli oggetti stellari che possono essere chiamati Nebulosa rientrano in quattro classi principali. La maggior parte rientra nella categoria di Nebulose Diffuse, il che significa che non hanno confini ben definiti. Questi possono essere suddivisi in altre due categorie in base al loro comportamento con luce visibile: "Nebulose ad emissione" e "Nebulose a riflessione".
Le nebulose ad emissione sono quelle che emettono radiazioni spettrali dal gas ionizzato e sono spesso chiamate regioni HII perché sono in gran parte composte da idrogeno ionizzato. Al contrario, le nebulose a riflessione non emettono quantità significative di luce visibile, ma sono comunque luminose perché riflettono la luce delle stelle vicine.
Ci sono anche ciò che è noto come Nebulose Oscure, nuvole opache che non emettono radiazioni visibili e non sono illuminate da stelle, ma bloccano la luce da oggetti luminosi dietro di loro. Proprio come le nebulose a emissione e riflessione, le nebulose oscure sono fonti di emissioni infrarosse, principalmente a causa della presenza di polvere al loro interno.
Alcune nebulose si formano a seguito di esplosioni di supernova e sono quindi classificate come a Nebulose del residuo di supernova. In questo caso, le stelle di breve durata sperimentano l'implosione nei loro nuclei e fanno esplodere i loro strati esterni. Questa esplosione lascia un "residuo" sotto forma di un oggetto compatto - cioè una stella di neutroni - e una nuvola di gas e polvere che viene ionizzata dall'energia dell'esplosione.
Altre nebulose possono formarsi come Nebulose planetarie, che coinvolge una stella a bassa massa che entra nella fase finale della sua vita. In questo scenario, le stelle entrano nella fase del Gigante rosso, perdendo lentamente i loro strati esterni a causa dei lampi di elio all'interno. Quando la stella ha perso abbastanza materiale, la sua temperatura aumenta e la radiazione UV che emette ionizza il materiale circostante che ha gettato via.
Questa classe contiene anche la sottoclasse nota come Nebulose Protoplanetarie (PPN), che si applica agli oggetti astronomici che stanno vivendo un episodio di breve durata nell'evoluzione di una stella. Questa è la fase rapida che si svolge tra il Ramo gigante asintotico tardivo (LAGB) e la successiva fase Nebulosa planetaria (PN).
Durante la fase del ramo gigante asintotico (AGB), la stella subisce una perdita di massa, emettendo un guscio circumstellare di idrogeno gassoso. Quando questa fase giunge al termine, la stella entra nella fase PPN, dove viene energizzata da una stella centrale, facendola emettere forti radiazioni infrarosse e diventare una nebulosa a riflessione. La fase PPN continua fino a quando la stella centrale raggiunge una temperatura di 30.000 K, dopo di che è abbastanza calda per ionizzare il gas circostante.
Storia dell'osservazione della nebulosa:
Molti oggetti nebulosi furono notati nel cielo notturno dagli astronomi durante l'antichità classica e il Medioevo. La prima osservazione registrata ebbe luogo nel 150 d.C., quando Tolomeo notò la presenza di cinque stelle Almagast apparso nebuloso nel suo libro. Notò anche una regione di luminosità tra le costellazioni dell'Orsa Maggiore e del Leone che non era associata ad alcuna stella osservabile.
Nel suo Libro delle stelle fisse, scritto nel 964 CE, l'astronomo persiano Abd al-Rahman al-Sufi fece la prima osservazione di una vera nebulosa. Secondo le osservazioni di al-Sufi, "una piccola nuvola" era evidente in una parte del cielo notturno in cui è noto che la galassia di Andromeda si trova. Ha anche catalogato altri oggetti nebulosi, come Omicron Velorum e il Cluster di Brocchi.
Il 4 luglio 1054, la supernova che ha creato la Nebulosa del Granchio (SN 1054) era visibile agli astronomi sulla Terra e sono state identificate le osservazioni registrate fatte da astronomi arabi e cinesi. Mentre esistono prove aneddotiche che altre civiltà hanno visto la supernova, nessun documento è stato scoperto.
Nel 17 ° secolo, i miglioramenti nei telescopi portarono alle prime confermate osservazioni delle nebulose. Ciò ebbe inizio nel 1610, quando l'astronomo francese Nicolas-Claude Fabri de Peiresc fece la prima osservazione registrata della Nebulosa di Orione. Nel 1618 anche l'astronomo svizzero Johann Baptist Cysat osservò la nebulosa; e nel 1659 Christiaan Huygens ne fece il primo studio dettagliato.
Nel 18 ° secolo, il numero di nebulose osservate iniziò ad aumentare e gli astronomi iniziarono a compilare elenchi. Nel 1715, Edmund Halley pubblicò un elenco di sei nebulose - M11, M13, M22, M31, M42 e l'ammasso globulare Omega Centauri (NGC 5139) - nel suo "Un resoconto di diverse nebulose o punti lucidi come nuvole, scoperti di recente tra le stelle fisse con l'aiuto del telescopio. "
Nel 1746, l'astronomo francese Jean-Philippe de Cheseaux compilò un elenco di 20 nebulose, di cui otto non conosciute in precedenza. Tra il 1751 e il 53, Nicolas Louis de Lacaille catalogò 42 nebulose dal Capo di Buona Speranza, molte delle quali in precedenza sconosciute. E nel 1781, Charles Messier compilò il suo catalogo di 103 "nebulose" (ora chiamate oggetti di Messier), sebbene alcune fossero galassie e comete.
Il numero di nebulose osservate e catalogate è cresciuto notevolmente grazie agli sforzi di William Herschel e di sua sorella Caroline. Nel 1786, i due pubblicarono il loro Catalogo di mille nuove nebulose e ammassi di stelle, che fu seguito nel 1786 e nel 1802 da un secondo e terzo catalogo. All'epoca, Herschel credeva che queste nebulose fossero solo ammassi di stelle non risolti, una convinzione che avrebbe modificato nel 1790 quando osservò una vera nebulosa che circonda una stella lontana.
A partire dal 1864, l'astronomo inglese William Huggins iniziò a differenziare le nebulose in base ai loro spettri. Circa un terzo di essi presentava lo spettro di emissione di un gas (cioè nebulose ad emissione) mentre il resto mostrava uno spettro continuo, coerente con una massa di stelle (cioè nebulose planetarie).
Nel 1912, l'astronomo americano Vesto Slipher aggiunse la sottocategoria di Nebulose a riflessione dopo aver osservato come una nebulosa che circondava una stella corrispondesse agli spettri del gruppo aperto delle Pleiadi. Nel 1922, e nell'ambito del "Grande dibattito" sulla natura delle nebulose a spirale e sulle dimensioni dell'universo, era diventato chiaro che molte delle nebulose precedentemente osservate erano in realtà galassie a spirale distanti.
Nello stesso anno, Edwin Hubble annunciò che quasi tutte le nebulose sono associate alle stelle e che la loro illuminazione proviene dalla luce delle stelle. Da quel momento, il numero di nebulose vere (al contrario di ammassi stellari e galassie distanti) è cresciuto considerevolmente e la loro classificazione è stata perfezionata grazie ai miglioramenti delle apparecchiature osservative e della spettroscopia.
In breve, le nebulose non sono solo i punti di partenza dell'evoluzione stellare, ma possono anche essere il punto finale. E tra tutti i sistemi stellari che riempiono la nostra galassia e il nostro universo, si troveranno sicuramente nuvole nebulose e masse, in attesa di dare alla luce la generazione netta di stelle!
Abbiamo scritto molti articoli interessanti sulle Nebulose qui su Space Magazine. Eccone uno sulla Nebulosa del Granchio, la Nebulosa Aquila, la Nebulosa di Orione, La Nebulosa Pellicano, La Nebulosa Anello e La Nebulosa Rosetta.
Per informazioni su come nascono stelle e pianeti dalle Nebulose, ecco Nebula Theory, Where Are Stars Born? e come è stato formato il sistema solare?
Abbiamo un catalogo completo di oggetti Messier e anche qui su Space Magazine. E per ulteriori informazioni, dai un'occhiata a queste pagine della NASA - Astronomia Picture of the Day e Ring detiene un fiore delicato
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