Come si formano le nebulose? E da cosa sono composte?

Si tratta di una domanda molto comune tra gli appassionati di Astronomia, ma le cui risposte rivelano spesso MOLTISSIMA CONFUSIONE in materia. Qui di seguito vediamo i principali equivoci in cui ci si imbatte nel momento in cui si parla delle nebulose.

Le nebulose non si formano solo da supernovae

Molte persone tendono infatti ad menzionare le supernovae come origine unica delle nebulose. Ad esempio, le nebulose planetarie (come la “Nebulosa Anello”, figura 1) si formano attraverso l’espulsione relativamente “tranquilla” degli strati esterni di una stella di massa piccola/intermedia, paragonabile al nostro Sole, attraverso venti stellari (in verita’ l’interno di queste stelle in eta’ avanzata e’ tutt’altro che tranquillo, ma sicuramente non stiamo parlando di una catastrofe cosmica come l’esplosione di una supernova). Ergo, queste nebulose NON si formano attraverso una supernova. Esse sono composte principalmente (oltre che da idrogeno ed elio) da carbonio, azoto, fluoro, sodio, magnesio, oltre a tracce di elementi piu` pesanti del ferro, come selenio, bromo, kripton, rubidio, zirconio, xenon e molti altri.

Le stelle che muoiono come supernova a collasso del nucleo, perche’ esplodano, devono avere una massa minima di circa 10 masse solari.

E` bene specificarlo, in quanto molti appassionati affermano che basterebbero 3 o 4 masse solari per innescare una supernova a collasso del nucleo: NO, tali stelle terminano la loro evoluzione come quelle descritte nel punto precedente, ovvero come una nana bianca di carbonio e ossigeno.

I resti di supernova

Oltre alle nebulose planetarie, troviamo altre tipologie di nebulose. Un esempio sono i resti di supernova, come la Nebulosa del Granchio (figura 2). Queste si che derivano dall’esplosione di una stella, ed essenzialmente la loro composizione differisce da quella tipica delle nebulose planetarie da un arricchimento maggiore in alcuni elementi prodotti in abbondanza dalle stelle massicce, come ossigeno, neon, silicio

Vi e` inoltre un’ulteriore differenza dal punto di vista della radiazione emessa. Infatti, nel caso dei resti di supernova ospitanti una stella di neutroni centrale (ovvero cio` che costituiva il nucleo della stella ormai esplosa, come nel caso della Nebulosa del Granchio), abbiamo anche una forte emissione nel radio (ben piu` debole, se non assente, nel caso delle nebulose planetarie) detta di “sincrotrone”, dovuta a elettroni a energia relativistica che spiraleggiano all’interno dell’intenso campo magnetico della stella di neutroni. Sempre nel caso dei resti di supernova, abbiamo in aggiunta una notevole emissione di raggi gamma, anche dovuta all’aumento dell’energia dei fotoni radio a seguito dell’interazione (“scattering”) con gli elettroni altamente energetici (effetto noto come “Compton Inverso”).

Fonti:

Sterling et al.; Publications of the Astronomical Society of Australia, 2009, 26, 339-344

Jager, O. C. & Harding, A. K.; International Cosmic Ray Conference, 22nd, Dublin, Republic of Ireland, Aug. 11-23, 1991