La Nebulosa a Campana, scientificamente nota come Messier 27 (M27) e NGC 6853, è una nebulosa planetaria situata approssimativamente a 1.360 anni luce dalla Terra, nella costellazione settentrionale Vulpecula (la Volpe). Con una magnitudine apparente di 7,4, è una delle nebulose planetarie più grandi e brillanti visibili nel cielo notturno. È frequentemente osservata dai dilettanti, grazie alla sua visibilità in binocoli e piccoli telescopi, posizionata vicino alla costellazione Sagitta (la Freccia). Il suo nome deriva dalla somiglianza con un manubrio quando viene osservata in luce visibile. È anche conosciuta come Nebulosa del Nucleo di Mela o Nebulosa Diabolo. Quando vista dalla Terra, M27 appare lungo il piano del suo equatore, assumendo la forma di uno sfenoide oblato. Questa nebulosa rappresenta uno degli oggetti più affascinanti e luminosi della sua categoria, con un diametro apparente di 8 per 5,6 arcminuti e un corpo luminoso centrale con un diametro angolare di quasi 6 arcminuti; il suo alone si estende oltre 15 arcminuti, circa metà della dimensione della Luna piena.

La Nebulosa a Campana, conosciuta anche come Messier 27 o NGC 6853, è un tipico esempio di nebulosa planetaria. La distanza è stimata piuttosto incerta, ma si ritiene che sia intorno a 1.200 anni luce. Fu scoperta per la prima volta dall’astronomo francese Charles Messier nel 1764, che la catalogò come il numero 27 nella sua lista di oggetti estesi. Nonostante la sua classificazione, la Nebulosa a Campana non ha alcuna correlazione con i pianeti; è composta da gas rarefatti espulsi dalla calda stella centrale (ben visibile in questa foto), ora in una delle sue ultime fasi evolutive. Gli atomi di gas nella nebulosa vengono eccitati (riscaldati) dall’intensa radiazione ultravioletta di questa stella, emettendo con forza a lunghezze d’onda specifiche. Crediti immagine: ESO/I. Appenzeller, W. Seifert, O. Stahl, M. Zamani (CC BY 4.0). Con un diametro di 15′ nelle sue regioni più deboli, la Nebulosa a Campana è la seconda più grande nebulosa planetaria conosciuta, superata solo dalla Nebulosa Elica (NGC 7293) nella costellazione Acquario. Tuttavia, la Nebulosa Elica ha una minore luminosità superficiale, rendendo la Nebulosa a Campana molto più facile da osservare. Come altre nebulose planetarie, la Nebulosa a Campana è una bolla di gas in espansione espulsa da una stella che ha esaurito il suo combustibile nucleare. La nube di gas è illuminata dal nucleo residuo eccezionalmente caldo della stella centrale. Le nebulose planetarie sono i resti di stelle simili al nostro Sole. Quando queste stelle raggiungono la fine del loro ciclo vitale come giganti rossi evoluti, espellono i loro strati gassosi esterni per formare una nebulosa, che viene poi riscaldata dal nucleo caldo del residuo stellare. Questo sarà il destino del nostro Sole tra circa cinque miliardi di anni. Le nebulose planetarie prendono il nome dalla loro somiglianza con i giganti gassosi del sistema solare. Quando osservate attraverso piccoli telescopi, appaiono come oggetti diffusi di piccole dimensioni, simili ai pianeti esterni. Il gas espulso dalla stella progenitrice in M27 è bloccato dall’espansione laterale da un disco circumstellare, risultando così in due bolle di gas, una sopra e una sotto il piano del disco. Nel 1992, Moreno-Corral et al. hanno trovato un tasso di espansione angolare di 2,3 arcsecondi per secolo per M27, corrispondente a un’età fino a 14.600 anni. Tuttavia, nel 1970, Bohuski, Smith e Weedman hanno determinato una velocità di espansione di 31 km/s, il che porta a un’età cinematica di 9.800 anni. Altre misurazioni indicano che la parte brillante della nebulosa si sta espandendo a un tasso di 6,8 arcsecondi per secolo, il che la colloca tra 3.000 e 4.000 anni di età.

La Nebulosa a Campana, oggetto Messier 27 (M27), NGC6853, si trova nella costellazione Vulpecula. Questa immagine a colori approssimativamente veri è stata estesa in gamma dinamica per rivelare le regioni più deboli insieme alle più usuali regioni interne luminose. È interessante confrontare questa immagine con una foto a colori più vecchia e un’immagine a linee di emissione, insieme a un’immagine profonda nel vicino infrarosso. Questa immagine è stata scattata nel luglio del 2000 presso il telescopio da 2,1 metri di Kitt Peak, durante il programma di Ricerche per Studenti Universitari (REU) operato presso l’Osservatorio Nazionale di Kitt Peak e supportato dalla National Science Foundation. Crediti immagine: programma REU/NOIRLab/NSF/AURA (CC BY 4.0). La stella centrale della Nebulosa a Campana è uno dei più grandi nani bianchi conosciuti, con un raggio stimato di 0,055 ± 0,02 raggi solari, ossia 0,13 secondi luce, il che indica che la stella è ancora sopra la sua traccia di raffreddamento da nano bianco. Nel 1999, un team guidato da Napiwotzki ha determinato una massa di 0,56 ± 0,01 masse solari e una magnitudine assoluta di 5,48 per la stella. La stella centrale nella Nebulosa a Campana ha una magnitudine visiva di 13,8 e una temperatura superficiale di circa 85.000 K. Ha la classificazione stellare DAO. È possibile che la stella abbia un compagno giallo debole con magnitudine 17. Se esiste, il compagno ha una magnitudine assoluta di circa 9 – 9,5. Come altre nebulose planetarie, M27 presenta un modello di nodi scuri e brillanti nella sua regione centrale. I densi nodi di gas e polvere e le loro code scure variano in dimensione e aspetto. Le loro forme cambiano man mano che la nebulosa si espande. Alcuni assomigliano a dita che puntano verso la stella centrale, mentre altri appaiono come nuvole isolate. Le dimensioni dei nodi oscillano tra i 17 miliardi e i 56 miliardi di chilometri, ovvero diverse volte la distanza tra il Sole e Plutone. Ogni nodo ha una massa di circa tre volte quella della Terra.

La Nebulosa a Campana, nota anche come Messier 27, emette luce infrarossa in questa immagine del Telescopio Spaziale Spitzer della NASA. La visione infrarossa di Spitzer mostra un’altra faccia di questo materiale stellare riciclato. È interessante notare quanto appaia diversa la visione di Spitzer della Nebulosa a Campana rispetto alle immagini ottiche, commenta un astrofisico. Il bagliore verde diffuso, che è più luminoso vicino al centro, probabilmente mostra gli atomi di gas caldi riscaldati dalla luce ultravioletta della nana bianca centrale. Una raccolta di grumi riempie la parte centrale della nebulosa e raggi parzialmente rossi si estendono ben oltre. Gli astronomi pensano che queste caratteristiche rappresentino molecole di gas idrogeno, mescolate a tracce di elementi più pesanti. Crediti immagine: NASA/JPL-Caltech. I nodi si formano in punti in cui le porzioni calde ionizzate della nebulosa incontrano le regioni neutrali e fredde. L’area dove le temperature diverse si incontrano si sta gradualmente allontanando dalla stella centrale man mano che la nebulosa evolve. Le teste dei nodi contengono cuspidi brillanti, che sono fronti di fotoionizzazione. Appaiono simili a quelli osservati nella Nebulosa Elica (NGC 7293) nell’Acquario e nella Nebulosa Faccia da Clown (NGC 2392) nei Gemelli. I nodi sono stati osservati anche nelle immagini di Hubble della Nebulosa ad Anello nella Lira e della Nebulosa Retina nell’Unicorno. I nodi nelle nebulose planetarie si formano quando i venti stellari delle stelle centrali non sono sufficientemente potenti da spazzare via grumi di materia più grandi. Invece, spazzano via frammenti più piccoli, che formano scie dietro ai grumi.

L’ultimo atto di una stella in fase di invecchiamento sta creando un turbine di nodi luminosi di gas che sembrano sfrecciare nello spazio, in questa immagine ravvicinata della Nebulosa a Campana, ottenuta con il Telescopio Spaziale Hubble della NASA. La Campana, una nebulosa planetaria vicina che si trova a più di 1.200 anni luce, è il risultato di una stella che ha liberato i suoi strati esterni in una vivace esposizione di colore. Le immagini di Hubble della Nebulosa a Campana mostrano molti nodi, ma le loro forme variano. I nodi si formano all’interfaccia tra la porzione calda (ionizzata) e quella fredda (neutra) della nebulosa. Questa area di differenziazione di temperatura si sposta all’esterno dalla stella centrale man mano che la nebulosa evolve. Nella Nebulosa a Campana gli astronomi vedono i nodi poco dopo che questo gas caldo è passato. Densi nodi di gas e polvere sembrano fare parte naturale dell’evoluzione delle nebulose planetarie. Quest’immagine, creata dal Gruppo di Eredità di Hubble (STScI), è stata scattata dalla Camera Planetaria a Campo Wide 2 nel novembre 2001 da ricercatori. I filtri utilizzati per creare questa immagine a colori mostrano ossigeno in blu, idrogeno in verde, e una combinazione di emissioni di zolfo e azoto in rosso. Crediti immagine: C.R. O’Dell.

Fatti

La Nebulosa a Campana è stata la prima nebulosa planetaria a essere scoperta. L’astronomo francese Charles Messier la scoprì il 12 luglio 1764, includendola come il 27° oggetto nel suo catalogo. All’epoca non sapeva che M27 fosse la prima nebulosa planetaria mai scoperta. La descrisse come una nebulosa ovale senza stelle. Nella sua descrizione originale, Messier scrisse: “Nebulosa senza stella, scoperta in Vulpecula, tra le due zampe anteriori, e molto vicina alla stella 14 di quella costellazione, di 5° magnitudine secondo Flamsteed; si può vedere bene con un semplice rifrattore di 3,5 piedi; appare di forma ovale, e non contiene stelle.” La Nebulosa a Campana è una delle sole quattro nebulose planetarie incluse nel catalogo di Messier. Le altre tre sono Messier 57 (la Nebulosa ad Anello) nella Lira, Messier 76 (la Piccola Nebulosa a Campana) in Perseo e Messier 97 (la Nebulosa Gufo) nell’Orsa Maggiore. William Herschel fu il primo a designare M27 come una nebulosa planetaria, intorno al 1784. L’aspetto della nebulosa attraverso il telesocpio era simile a quello di Urano, che era stato recentemente scoperto. Suo figlio, John Herschel, è accreditato per aver dato il nome di “Dumbbell” (Campana). Il giovane Herschel osservò la nebulosa nell’agosto del 1828 e, nel 1833, la descrisse come una “nebulosa a forma di campana, con il contorno ellittico completato da una tenue luce nebulosa”. Quando osservata dalla Terra, la Messier 27 appare lungo il piano equatoriale, proprio come la Piccola Nebulosa a Campana (M76) nella costellazione di Perseo. La Piccola Nebulosa a Campana è stata così chiamata per la sua somiglianza con M27. Se potessimo vedere la Nebulosa a Campana di lato, probabilmente apparirebbe simile alla Nebulosa ad Anello (Messier 57) nella costellazione della Lira. Una stella variabile, soprannominata la Variabile di Goldilocks, è stata scoperta nelle regioni esterne della Nebulosa a Campana nel 1988. Fu avvistata per la prima volta dall’astronomo dilettante ceco Leos Ondra, che confrontò diverse immagini di M27 e notò che la stella appariva in alcune di esse, ma non in altre. Ondra concluse che la stella fosse una variabile a lungo periodo. La stella è stata successivamente classificata come una variabile Mira, una stella evoluta che varia in luminosità a causa delle pulsazioni. Appare nella stessa linea di vista della Nebulosa a Campana, ma in realtà si trova molto più lontano.

Posizione

La Nebulosa a Campana è relativamente facile da trovare poiché si trova nella regione del Triangolo Estivo. Anche se si trova nella debole costellazione Vulpecula, è circondata da diverse figure costellazionali distintive. Appare lungo la linea estesa da Albireo (Beta Cygni), la stella alla base della Croce del Nord in Cigno, a Rotanev (Beta Delphini), la stella più luminosa della costellazione Delphinus. La nebulosa si trova vicino alla riconoscibile figura costellazionale di Sagitta (la Freccia). Appare quasi direttamente a nord del gigante rosso Gamma Sagittae, la stella che segna la punta della Freccia, e appena a sud della scarsamente visibile 14 Vulpeculae.

Per trovare la posizione della Nebulosa a Campana, si può anche localizzare a circa due quinti della distanza tra Tarazed (Gamma Aquilae) e Sadr (Gamma Cygni). Tarazed è la stella più luminosa tra le due che fiancheggiano Altair nella costellazione Aquila, mentre Sadr è la stella centrale della Croce del Nord, l’asterismo che domina la costellazione del Cigno. L’ammasso aperto NGC 6830 appare circa 2 gradi a ovest della nebulosa, che si trova all’incirca a 6.000 anni luce di distanza.

La Nebulosa a Campana può essere vista con binocoli 10×50, ma apparirà solo come una piccola macchia ovale di luce. Sembra molto più luminosa e grande con binocoli 15×70. La sua regione centrale può essere facilmente distinta dalle aree esterne più deboli con piccoli telescopi. La caratteristica forma a clessidra della Nebulosa a Campana è visibile con telescopi da 80 mm (3,1 pollici), e i dettagli superficiali sono visibili con telescopi più grandi. La nebulosa è particolarmente bella da osservare attraverso un telescopio da 200 mm (8 pollici) utilizzando un filtro. Il periodo migliore per osservare la Nebulosa a Campana è durante il mese di settembre, quando la costellazione Vulpecula si eleva alta sopra l’orizzonte durante la sera. A una declinazione di +22° 43, la Nebulosa a Campana è visibile da località a nord della latitudine 67° S, ossia dalla maggior parte dei luoghi sulla Terra.

La Nebulosa a Campana – Messier 27

Immagini

Questa immagine in falsi colori della Nebulosa a Campana M27, o NGC 6853, è stata scattata dal telescopio WIYN da 3,5 metri utilizzando un nuovo CCD p-channel ad alta resistività e spessore realizzato dai Lawrence Berkeley National Laboratories. Questi CCD mostrano un’ottima efficienza quantica a lunghezze d’onda rosse e sono attualmente in fase di test da parte del NOAO (per ulteriori dettagli, vedere la Newsletter NOAO di settembre 2001, attualmente disponibile solo in formato PDF). L’immagine è stata creata da scatti effettuati attraverso filtri a banda stretta centrati grosso modo sulle linee di emissione H-alfa (blu) e [SIII] 9532A (verde), insieme a un filtro a banda intermedia centrato a 1,02 micron che include emissioni da HeII a 10124 Å (rosso). Crediti immagine: Nigel Sharp, Rich Reed, Dave Dryden, Dave Mills, Doug Williams, Charles Corson, Roger Lynds e Arjun Dey/NOAO/WIYN/NSF (CC BY 4.0).

Questa immagine è stata ottenuta con la visuale a campo largo della camera Mosaic sul telescopio da 4 metri Mayall presso l’Osservatorio Nazionale di Kitt Peak. M27, nota anche come ‘Nebulosa a Campana’, è una famosa nebulosa planetaria. La parte centrale della nebulosa è piuttosto brillante, ma presenta anche un debole alone esterno chiaramente visibile in questa immagine profonda. L’immagine è stata generata da osservazioni in filtri di Ossigeno [OIII] (blu), Idrogeno-Alfa (rosso) e Zolfo [SII] (verde). In questa immagine, il nord è a sinistra, l’est è in basso. Crediti immagine: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage) e H. Schweiker (WIYN and NOIRLab/NSF/AURA) (CC BY 4.0).

La Nebulosa a Campana (Messier 27), immagine: Fryns at wikipedia.org.

Immagine HaRGB della Nebulosa a Campana (M27). Dati dal Liverpool Telescope (un telescopio RC da 2 m a La Palma) elaborati da Göran Nilsson. Crediti immagine: Göran Nilsson & The Liverpool Telescope (CC BY-SA 4.0).

La Nebulosa a Campana, crediti immagine: Claudio Bottari, Paolo Demaria, Giuseppe Donatiello, Marco Favuzzi, Federico Lavarino, Rolando Ligustri (CAST), Andrea Pistocchini, Bert Scheuneman, Tim Stone, Rubes Turchetti (CAST) (CC0 1.0).