Corso di astronomia, Lezione 2, 18/11/2010. Daniele Gasparri.

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denominata supernova. Il gas è generalmente scagliato a velocità di qualche migliaio di km/s e temperature di decine di migliaia di gradi. Al centro della nebulosa resta un oggetto dalle dimensioni di una decina di Km ma con una massa maggiore di 1,5 volte quella solare: si tratta di una stella di neutroni, o a seconda dell’orientazione verso il nostro pianeta di una pulsar, responsabile della ionizzazione e quindi della luminosità del gas circostante. Nel giro di qualche migliaio di anni esso si sarà espanso, rarefatto e raffreddato al punto che non sarà praticamente più visibile: come le nebulose planetarie, anche i resti di supernova hanno vita relativamente breve. Il resto di supernova sicuramente più famoso e luminoso è M1, detta nebulosa del granchio, generato dall’esplosione di una stella avvenuta il 4 luglio 1054, alla distanza 6500 anni luce dalla Terra. La luminosità della supernova in quei giorni aumentò di miliardi di volte, arrivando ad essere visibile anche in pieno giorno (più luminosa di Venere). Il gas espulso alla velocità di circa 1000 Km/s e con una massa di 0,1 masse solari è andato a formare la nebulosa che oggi possiamo ammirare. Al centro, nascosta dal gas, resta una stella di neutroni che ruota su se stessa 30 volte al secondo ed emette raggi X ed onde radio (questo tipo di stelle è detto anche pulsar). M1 è un’eccezione tra questo tipo di nebulose. Il cielo è pieno di resti di antiche supernove che ormai si sono espansi fino ad occupare un’area di svariati gradi: questo è il caso della nebulosa Velo nella costellazione del Cigno o degli immensi resti nella costellazione della Vela, visibili solo dall’emisfero sud e con strumenti di almeno 150 mm. Il resto di supernova M1, detto nebulosa del granchio, ciò che resta di una stella esplosa nel 1054 Nebulose a riflessione Sono nubi gassose a temperature intermedie tra le regioni HII (circa 10000 K) e le nebulose oscure (7-10 K) e si rendono visibili attorno a stelle o ammassi stellari. Sebbene la composizione sia la stessa degli altri tipi, si manifestano nel cielo a seguito di processi diversi. Le stelle avvolte in queste nubi non hanno abbastanza energia per ionizzare il gas e quindi non possono accendere l’idrogeno in esse contenuto, ma la loro luce attraversando la nube viene diffusa dalle polveri presenti, principalmente silicati, nichel, ferro e carbonio (polvere di diamante) allo stesso modo di come la luce del Sole viene diffusa dall’atmosfera terrestre conferendo al cielo una colorazione azzurra. Il meccanismo è in effetti del tutto simile: la luce della stella attraversa le polveri che provvedono al processo di diffusione, molto più efficiente per la radiazione blu rispetto a quella rossa, conferendo alla nube di gas una tenue colorazione azzurro-blu. La luce della stella (o delle stelle) viene leggermente attenuata e arrossata mentre la nebulosa tende ad assumere le delicate colorazioni del cielo diurno terrestre e lo spettro tipico di quello stellare, cioè di corpo nero. 14
Esistono tuttavia anche nebulose a riflessione rosso-arancio formate da stelle rosse che quindi non emettono molta radiazione azzurra, come nel caso della stella Antares nella costellazione dello scorpione, sfortunatamente invisibile con gli strumenti amatoriali, anche a causa della poca sensibilità dell’occhio alle lunghezze d’onda rosse quando è adattato al buio. Le nebulose a riflessione sono molto difficili da osservare anche nelle immediate vicinanze del nostro sistema solare a causa della loro debolezza intrinseca al processo di diffusione responsabile della luce da loro emessa. L’ esempio più bello e spettacolare della volta celeste è sicuramente costituito dall’estesa e tenue nebulosità che avvolge l’ammasso aperto delle Pleiadi, facile da osservare con strumenti da 150mm e cieli scuri. Oggetti relativamente facili da osservare sono M78 in Orione e la parte settentrionale della nebulosa Trifida (M20) nel Sagittario, quest’ultimo un ottimo esempio di coesistenza tra una regione ad emissione ed una totalmente a riflessione. Quasi ogni nebulosa a riflessione ha una componente oscura più o meno marcata e questo è del tutto consistente se si tiene presente il processo che permette alla nube di risplendere: quando la luce delle stelle contenute non è più sufficiente per produrre una diffusione apprezzabile, la nube di gas e polveri risulta oscura. Nebulose Oscure Sono nubi di gas e polveri spesso molto più estese di quelle ad emissione, estremamente fredde. La luce delle stelle dell’ammasso aperto delle Pleiadi (M45) viene diffusa dai grani di polvere di una nube galattica nella quale l’ammasso sta casualmente passando. La loro temperatura è dell’ordine di pochi gradi Kelvin (7-10) e quindi non emettono alcuna radiazione visibile. La composizione chimica si trasforma da atomica a molecolare. Non è raro trovare molecole come l’acqua (tra le molecole più abbondanti dell’Universo!), qualche zucchero e persino qualche idrocarburo. Una componente non trascurabile è costituita da polveri (principalmente silicati) responsabili dell’oscurità della nube, la quale spesso blocca completamente la luce delle stelle poste dietro di essa, producendo l’effetto di un buco nel cielo. Dalle nebulose oscure nascono le stelle, che una volta formatesi ionizzano il gas e lo fanno risplendere, generando le nebulose ad emissione e/o a riflessione. In altre parole le nebulose oscure, ad emissione o a riflessione sono fisicamente gli stessi oggetti visti in periodi diversi: quando all’interno non vi sono stelle la nebulosa è oscura, quando vi sono stelle molto grandi essa diventa ad emissione, se invece vi sono stelle simili al Sole allora la nebulosa sarà a riflessione. Nel disco della Via Lattea, così come nei dischi delle altre galassie a spirale, vi sono grandi concentrazioni di nebulose oscure. Non serve un telescopio per osservare le nebulose oscure più belle ed imponenti del cielo: è sufficiente dare uno sguardo alla Via Lattea estiva ad occhio nudo per accorgersi delle immense bande che attenuano in modo sensibile la luminosità delle stelle, originando delle vere e proprie spaccature nel disco galattico. Ci sono naturalmente anche moltissimi oggetti telescopici, alcuni dei quali veramente curiosi: il caso più emblematico è costituito dalla nebulosa Testa di Cavallo (Barnard 33), dove una nube fredda e oscura, dalla forma che ricorda quella della testa di un cavallo, si proietta sullo sfondo di una brillante nebulosa ad emissione facente parte della gigantesca regione HII di Orione. Grazie allo sfondo particolarmente brillante siamo in grado di ammirare per contrasto la nube oscura. Nelle fotografie a lunga posa la nebulosa appare spettacolare, ma è molto evanescente all’osservazione visuale. Qualche osservatore afferma di averla intravista con strumenti da 200mm ed un cielo trasparente e scuro come quello in alta montagna. La presenza di nebulose oscure e di polveri è essenziale ai fini della formazione di nuove stelle ed ogni oggetto che ne possiede in abbondanza è ancora attivo da questo punto di vista. Alcune galassie a noi vicine come Andromeda ed M33 mostrano decine e decine di nubi di gas che si stagliano sullo sfondo costituito dalle miliardi di stelle di cui sono composte. Altre galassie a spirale più distanti viste quasi di profilo appaiono spesso tagliate in due da una linea scura: stiamo guardando lungo il bordo del disco nel quale si concentrano tutte le grandi nubi molecolari fredde che si manifestano come una gigantesca striscia oscura. 15
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