Le nebulose sono oggetti astronomici composti da un agglomerato interstellare di polvere, gas e plasma.
In principio, con il termine nebulosa, si indicava un qualsiasi oggetto astronomico di grandi dimensioni di natura non stellare né planetaria né cometaria, quindi comprendeva anche quelle che oggi sono note come galassie.
Ecco di seguito uno schema della suddivisione delle nebulose:
Nebulose oscure
Le nebulose oscure (o nubi molecolari) sono nubi contenenti principalmente idrogeno molecolare ed elio, ed una frazione di circa l’1% di polvere, responsabile dell'aspetto della nube. Le nebulose oscure sono tra gli oggetti più freddi conosciuti in campo astrofisico, con temperature interne dell'ordine di 10 K (circa -260 °C!).
Le nubi oscure quindi si possono osservare se oscurano parte di una nebulosa a emissione o nebulosa a riflessione (come la Nebulosa Testa di Cavallo) o se bloccano la luce delle stelle di fondo (come la Nebulosa Sacco di Carbone).
Le più grandi nebulose oscure, le cosiddette nubi molecolari giganti, hanno una massa di circa un milione di volte quella del Sole, contengono molta della massa del mezzo interstellare, sono larghe circa 150 anni luce, hanno una densità media da 100 a 300 molecole per centimetro cubo. Spesso hanno forme molto irregolari, senza confini esterni definiti, e con molti filamenti. Le più grandi nebulose oscure sono visibili ad occhio nudo (sotto ad un ottimo cielo), appaiono come macchie scure sul più brillante sfondo della Via Lattea.
Le nubi molecolari giganti hanno un ruolo importante nelle dinamiche delle galassie: quando una stella passa vicina a una nube molecolare gigante, l’attrazione gravitazionale perturba l'orbita della stella.
Dopo molti passaggi, una stella di mezza età avrà significative componenti di velocità in tutte le direzioni, contrariamente all'orbita quasi circolare che le stelle giovani ereditano delle nubi che le hanno generate. Questo fornisce agli astronomi un altro strumento per valutare l'età delle stelle ed aiuta a spiegare lo spessore del disco galattico.
Nebulose diffuse
Il termine nebulosa diffusa (o nebulosa luminosa) viene usato per indicare tutte quelle nebulose non facenti parte delle nebulose oscure. Queste nebulose si suddividono in nebulose ad emissione e a riflessione.
Nebulose ad emissione
Una nebulosa a emissione è una nube interstellare di gas e polveri che viene ionizzata ed emette luce.
L'origine più comune della ionizzazione sono fotoni ad alta energia emessi da una vicina stella calda.
Il colore della nebulosa dipende dalla sua composizione chimica e dal livello di ionizzazione. A causa dell'ampia prevalenza di Idrogeno nel gas interstellare, molte nebulose a emissione sono rosse, ma se è disponibile più energia, altri elementi possono essere ionizzati e sono possibili nebulose verdi e blu.
La maggior parte delle nebulose a emissione è composta per circa il 90% da idrogeno, per il resto elio, ossigeno e azoto.
Esaminando lo spettro luminoso delle nebulose, gli astronomi ne possono dedurre la loro composizione chimica.
Alcuni tipi di nebulose ad emissione sono:
- Nebulose planetarie Le nebulose planetarie sono nubi di gas ionizzato che circondano ciò che rimane di una stella di piccola massa giunta alla fine della propria vita.
La prima nebulosa planetaria venne scoperta da Charles Messier nel 1764 ed è oggi chiamata M27. Il termine “nebulosa planetaria” venne coniato pochi anni dopo da William Herschel, che le chiamò così perché, osservate con i telescopi dell’epoca, mostravano un aspetto tondeggiante simile a quello dei pianeti del Sistema solare.
La formazione di una nebulosa planetaria segna la fine della vita delle stelle di piccola massa. Nelle fasi immediatamente precedenti alla formazione della nebulosa planetaria, queste stelle espellono gran parte dei loro strati esterni che vanno a costituire una nube di gas e polveri che circonda la stella.
Man mano che la stella perde i suoi strati esterni, i suoi strati interni, molto più caldi, cominciano a essere esposti. Non appena lo strato esposto è sufficientemente caldo il gas della nube viene ionizzato, evento che segna la nascita della nebulosa planetaria.
- Supernova remnant
Un resto di supernova (indicato con l’acronimo Snr dall’inglese SuperNova Remnant) è il risultato di un’enorme e spettacolare esplosione che prende il nome di supernova e che è in grado di liberare in un secondo la stessa quantità di energia liberata, sempre in un secondo, da cento miliardi di miliardi stelle uguali al nostro Sole.
A esplodere può essere o una stella di grande massa che ha terminato il suo combustibile nucleare, oppure una stella evoluta che ha accumulato massa sottraendola a una stella compagna.
Il materiale stellare espulso e il materiale circostante, investito dall’onda d’urto dell’esplosione, costituiscono un resto di supernova.-
- Regioni H II
Una regione H II è una nebulosa ad emissione associata con stelle giovani, blu e calde.
H II è il termine che indica l'idrogeno ionizzato, e le regioni H II sono nubi di gas ionizzato dalla radiazione ultravioletta dalle stelle giovani.
Le zone di formazione stellare si trovano, infatti, sempre in corrispondenza di questo tipo di oggetti nebulosi.
In luce visibile, sono caratterizzate dal loro colore rosso, causato dalla forte linea di emissione dell'idrogeno.
Oltre all'idrogeno si trovano, in misura minore, anche altre specie atomiche come l'ossigeno, l'azoto e lo zolfo.
Nebulose a riflessione
Le nebulose a riflessione sono nubi di polvere che riflettono la luce di stelle vicine.
Si formano quando le stelle vicine non sono calde abbastanza per causare la ionizzazione del gas, come nella nebulosa a emissione, ma sono abbastanza brillanti a dare sufficiente scattering e rendere visibile la polvere.
Per questo motivo, lo spettro di luce mostrato dalle nebulose a riflessione è simile a quello delle stelle che le illuminano.
Le nebulose a riflessione sono solitamente blu perché lo scattering è più efficiente per la luce blu che per la rossa.
Nebulose a riflessione e nebulose a emissione si trovano spesso insieme, qualche volta sono entrambe definite come nebulosa diffusa, un esempio è la Nebulosa di Orione.
Alcuni tipi di nebulose a riflessione sono:
- Nebulose protoplanetarie
Una nebulosa protoplanetaria, è un oggetto astronomico che si presenta durante il breve stadio delle ultime fasi dell'evoluzione stellare, quando la stella generatrice si trova tra la fase di gigante e la fase di nana bianca.
Si tratta della penultima fase evolutiva ad alta luminosità nel ciclo vitale delle stelle di massa intermedia.
Durante la fase di nebulosa protoplanetaria, la temperatura effettiva della stella centrale continuerà a salire, come risultato della perdita di massa dell'involucro e come conseguenza della fusione nucleare dell'idrogeno.
Durante questa fase, la stella centrale è troppo fredda per ionizzare l'involucro a lenta rotazione che circonda la stella espulso in precedenza.
E’ la stessa nebulosa protoplanetaria che darà la forma alla futura nebulosa planetaria.
- Nebulose variabili
Una nebulosa variabile è una nebulosa a riflessione che cambia di luminosità a causa dei cambiamenti nelle stelle che la illuminano, e che per differenti fattori muta la propria forma.
Questi oggetti stellari giovani, detti anche YSO (dall'inglese Young Stellar Object) si possono trovare nelle nubi molecolari poste nei bracci a spirale della Via Lattea, e solamente quelli a noi più prossimi possono essere osservati, anche se si ritiene che il fenomeno sia alquanto diffuso.
Fonti:
Media Inaf
Wikipedia
Alessandro Biasia