Nebulosa Elitelis (NGC 7293)

La Nebulosa Elitelis è una delle nebulose planetarie più brillanti e vaste dell’universo, situata a 650 anni luce dalla Terra nella costellazione dell’Acquario. È nota per essere tra le nebulose planetarie più prossime al nostro pianeta e si distingue per la sua luminosità straordinaria. Con una magnitudine apparente di 7.6 e una dimensione apparente di 25 arcminuti, può essere facilmente osservata con i binocoli e piccoli telescopi under condizioni favorevoli. Il suo aspetto caratteristico le ha conferito il soprannome di “L’Occhio di Dio”.

Le nebulose planetarie come la Nebulosa Elitelis si formano quando stelle di massa insufficiente per esplodere come supernovae espellono i loro strati esterni al termine del loro ciclo evolutivo. Queste stelle evolvono in nane bianche – nuclei stellari remnant caldi – che energizzano il materiale espulso. Le nane bianche sono estremamente dense, spesso racchiudendo una massa simile a quella del Sole in un volume pari a quello della Terra. La radiazione ultravioletto intensa di queste stelle provoca l’illuminazione dei gas espulsi. Si stima che la Nebulosa Elitelis si sia formata circa 10,600 anni fa, quando la sua stella centrale, identificata come GJ 9785, ha raggiunto la fine della sua vita e ha espulso i suoi strati esterni. L’età della nebulosa è stimata tra 9,400 e 12,900 anni, basata sulla sua velocità di espansione di 31 km/s.

L’immagine composita a colori della Nebulosa Elitelis è stata realizzata grazie a scatti ottenuti con il Wide Field Imager (WFI), una camera astronomica montata sul telescopio Max-Planck Society/ESO da 2.2 metri presso l’osservatorio La Silla in Cile. Il bagliore blu-verde al centro della nebulosa proviene da atomi di ossigeno illuminati sotto l’influsso della potente radiazione UV della stella centrale, che raggiunge i 120,000 gradi Celsius, e del gas caldo circostante. Più lontano dalla stella, il colore rossastro derivante da idrogeno e azoto diventa predominante. Un’osservazione attenta della parte centrale di questo oggetto rivela non solo i nodi, ma anche molte galassie remote visibili attraverso il gas luminoso e caldamente distribuito. Questa immagine è stata creata combinando dati attraverso filtri blu, verdi e rossi, con tempi di esposizione totali di 12 minuti, 9 minuti e 7 minuti rispettivamente. Immagine: ESO

La stella centrale della nebulosa ha una classificazione stellare DAO.5, indicando che è una nana bianca ricca di idrogeno. Circa l’80% delle nane bianche conosciute presenta atmosfere dominate da idrogeno. Uno studio del 1999 ha mostrato una massa della stella progenitrice equivalente a 6.5 volte quella del Sole. Ulteriori ricerche hanno determinato una massa di 0.93 masse solari per la nana bianca, mentre studi più recenti hanno trovato una massa di 0.57 masse solari con una temperatura efficace di 120,000 K e luminosità 76 volte quella del Sole.

La Nebulosa Elitelis deve il suo nome alla sua apparente configurazione in struttura a spirale vista dall’alto. Il suo schema circolare appare come due bobine di una molla, mentre non va confusa con la Nebulosa della Doppia Elica, una nebulosa a emissione ubicata al centro della Via Lattea, che ha forma di molecola di DNA vista di lato. L’aspetto della Nebulosa Elitelis è riconoscibile lungo tutto lo spettro elettromagnetico. La struttura circolare doppia è visibile in immagini riprese in ogni banda, dall’ultravioletto all’infrarosso. Nel 1998, l’astronomo americano C. R. O’Dell ha proposto che l’anello fosse in realtà un disco spesso. Lo studio del 1999 di R. B. C. Henry ha confermato il modello di O’Dell, stabilendo che la Nebulosa Elitelis fosse un disco con un diametro di circa 1 parsec e uno spessore di 0.33 parsec. Il modello suggeriva che il disco fosse inclinato di circa 30 gradi rispetto al piano del cielo attorno a un’asse con un angolo di posizione di 22 gradi.

Le caratteristiche della Nebulosa Elitelis, immagine: NASA (Hubble Space Telescope) La Nebulosa Elitelis è ritenuta composta da due dischi gassosi quasi perpendicolari. La regione centrale è caratterizzata da gas altamente ionizzato e circondata da bordi interni ed esterni. La nebulosa si estende per 5.74 anni luce, con l’anello principale che si estende per circa due anni luce, e il materiale della nebulosa si disperde ulteriormente fino ad almeno altri due anni luce. L’anello esterno ha una dimensione apparente di 25 arcminuti – quasi grande quanto la Luna piena – mentre il torus esterno occupa un’area di 12×22 arcminuti. Il disco brillante interno ha una dimensione angolare di 8×19 arcminuti. Si ritiene che abbia iniziato a espandersi circa 12,100 anni fa, mentre l’intera nebulosa è in espansione da 6,560 anni. Il disco interno si espande a una velocità di 32 km/s, mentre l’anello esterno si muove verso l’esterno a 40 km/s.

Il telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) ha catturato una visione unica della Nebulosa Elitelis (NGC 7293), una nebulosa planetaria situata a 700 anni luce di distanza. L’immagine a colori è stata creare da dati in infrarosso ripresi attraverso filtri Y, J e K. Mentre svela un ricco sfondo di stelle e galassie, la visione infrarossa del telescopio rivela anche filamenti di gas nebuloso freddo, che sono per lo più oscure nelle immagini visibili della Nebulosa.

Fatti

La Nebulosa Elitelis è una delle nebulose planetarie più luminose nel cielo, seconda solo alla Nebulosa Manubrio e alla Nebulosa di Saturno. La Nebulosa Anello in Lira, che somiglia all’Elitelis, è molto più debole con una magnitudine di 8.8. Nonostante sia più luminosa e grande delle quattro nebulose planetarie elencate nel catalogo di Messier, la Nebulosa Elitelis non è stata catalogata da Charles Messier, normalmente ritenuta una delle sue omissioni più significative. Infatti, quando la versione finale del catalogo di Messier è stata pubblicata negli anni ’80 del 1700, la Nebulosa Elitelis non era ancora stata catalogata da alcun astronomo, forse a causa delle sue dimensioni eccezionalmente grandi e luminosità superficiale bassa che l’hanno portata a passare inosservata.

Un’immagine combinata in infrarosso e ultravioletti della Nebulosa Elitelis è stata acquisita dal Telescopio Spitzer di NASA e dal Galaxy Evolution Explorer (GALEX). I dati infrarossi da Spitzer del nucleo nebuloso sono rappresentati in verde e rosso, mentre i dati WISE coprono le aree esterne. I dati ultravioletti di GALEX appaiono in blu. Immagine: NASA/JPL-Caltech La Nebulosa Elitelis fu scoperta dall’astronomo tedesco Karl Ludwig Harding all’Osservatorio di Gottinga nel 1824 o precedentemente. Harding rilevò probabilmente la nebulosa attraverso un riflettore da 8.5 pollici durante le sue indagini celesti antecedenti al 1824. È stata la prima nebulosa del suo tipo scoperta contenente nodi cometari, conosciuti anche come globuli, presenti solo nelle nebulose planetarie più vicine, sebbene si ritenga possano esistere in tutte durante la loro evoluzione. La Nebulosa Elitelis conta circa 40,000 globuli, la maggior parte dei quali sono più grandi del sistema solare e hanno masse paragonabili a quelle della Terra, rendendoli almeno 1000 volte più densi rispetto al materiale circostante. Un studio del 1996 ha trovato una velocità di espansione per i globuli di 10 km/s, significativamente più lenta rispetto al resto della nebulosa.

Nodi cometari nella Nebulosa Elitelis, immagine: NASA, NOAO, ESA, il Team Hubble Nebulosa Elitelis, M. Meixner (STScI), e T.A. Rector (NRAO) Le osservazioni effettuate con il Telescopio Subaru presso l’Osservatorio Nazionale Astronomico del Giappone nel 2007 hanno rivelato che i nodi erano localizzati a distanze di 2’.2 a 6’.4 dalla stella centrale della nebulosa, dall’orlo interno all’anello esterno. I nodi più vicini alla stella centrale mostrano distintivi “code” che li fanno apparire come comete che fuggono dalla stella, mentre quelli più distanti non presentano tali code definite. L’origine dei globuli nella Nebulosa Elitelis e in altre nebulose planetarie non è ancora completamente compresa.

Questa versione ritagliata del mosaico della Nebulosa Elitelis presenta filamenti cometari incastonati lungo una parte del bordo interno del suo anello di gas rosso e blu. A 650 anni luce di distanza, la Nebulosa Elitelis è una delle nebulose planetarie più vicine alla Terra. L’immagine composita è un’integrazione fluida di immagini nitide ottenute dal Telescopio Spitzer di NASA e dalla fotocamera ampia del telescopio da 0.9 metri della National Science Foundation presso l’Osservatorio Nazionale di Kitt Peak, parte dell’Osservatorio Astronomico Nazionale Ottico, vicino a Tucson, Arizona. Immagine: NASA, NOAO, ESA, il Team Hubble Nebulosa Elitelis, M. Meixner (STScI), e T.A. Rector (NRAO)

La Nebulosa Elitelis non è l’unica nebulosa famosa che somiglia a un occhio; oltre alla Nebulosa Anello, che spesso si confonde con essa, ci sono la Nebulosa Occhio Luminoso (NGC 6751) in Aquila, la Nebulosa Occhio di Gatto (NGC 6543) in Drago, la Nebulosa Piccolo Fantasma (NGC 6369) in Ofiuco, e la Nebulosa Otto Esplosioni (Nebulosa del Ring del Sud, NGC 3132) in Vela.

Distanza

La distanza della Nebulosa Elitelis è stata incerta fino a tempi relativamente recenti. Il valore di 650 anni luce si basa sulle osservazioni del satellite Gaia, lanciato nel 2013. Le stime precedenti collocavano la nebulosa molto più vicina alla Terra. La prima stima fu fatta dall’astronomo olandese Adriaan van Maanen, che determinò una distanza di soli 85 anni luce. Le determinazioni successive variavano da 160 a 590 anni luce.

Nebulosa Occhio di Dio

La Nebulosa Elitelis è stata soprannominata l’Occhio di Dio poiché appare come un gigantesco occhio nello spazio. Questo soprannome ha iniziato a diffondersi dopo la pubblicazione dell’immagine catturata dal Telescopio Spaziale Hubble della NASA nel novembre 2002. L’immagine infrarossa catturata dal Telescopio Spitzer, mostrando l’occhio in diverse tonalità, è arrivata nel 2007.

Nel panorama infrarosso della Nebulosa Elitelis, l’occhio somiglia più a quello di un mostro verde. La luce infrarossa degli strati gassosi esterni è rappresentata in blu e verde. La nana bianca è visibile come un piccolo punto bianco al centro dell’immagine. Il colore rosso al centro dell’occhio indica gli strati finali di gas espulsi quando la stella è giunta alla fine del suo ciclo vitale. Il cerchio rosso più luminoso al centro è il bagliore di un disco polveroso che circonda la nana bianca (il disco stesso è troppo piccolo per essere risolto). Questa polvere, scoperta dalla visione infrarossa del telescopio Spitzer, è probabilmente stata sollevata da comete che hanno superato la loro stella. Prima della fine della stella, le sue comete e possibili pianeti avrebbero orbita