La Nebulosa Teschio, conosciuta anche come NGC 246, è una brillante nebulosa planetaria situata a circa 1.600 anni luce di distanza nella costellazione del Ceto. Con una magnitudine apparente di 8, è osservabile con un piccolo telescopio. Essa è catalogata come NGC 246 nel Nuovo Catalogo Generale e come Caldwell 56 nel catalogo Caldwell. Il nome “Nebulosa Teschio” deriva dalla sua sorprendente somiglianza con un cranio umano nelle immagini. Come tutte le nebulose planetarie, si è formata quando una stella simile al Sole in fase di invecchiamento ha espulso i suoi strati esterni, lasciando dietro di sé un caldo e luminoso residuo stellare. Quando stelle di massa bassa o intermedia evolvono in giganti rossi verso la fine del loro ciclo vitale, perdono massa attraverso un forte vento stellare. Il materiale espulso dalla stella in fase di invecchiamento forma gli strati esterni della nebulosa. Man mano che il gigante rosso centrale continua a perdere materiale, viene circondato da strati sempre più complessi di gas ionizzati. Quando la stella ha perso tutta la sua atmosfera, l’intensa radiazione ultravioletta proveniente dal suo nucleo luminoso espone il materiale espulso, facendo brillare il gas come una brillante nebulosa planetaria.

Una straordinaria immagine della nebulosa planetaria NGC 246 catturata dal Gemini South. La complessa struttura intrecciata dell’anello esterno blu di NGC 246 è probabilmente dovuta all’azione di onde d’urto. Mentre il guscio esterno compresso si accumula contro il mezzo interstellare, simile alla neve arata su una strada, si riscalda e diventa instabile. L’anello inizia a sfaldarsi e a frammentarsi. Gas ad alta velocità spingendo all’esterno dalla stella centrale calda (~200.000 gradi K) possono anche contribuire al caos visibile. Le collisioni tra questi venti rapidi e il guscio colpito potrebbero spiegare i distintivi lobi verdi e i vuoti più scuri visibili nella parte anteriore del guscio interno di NGC 246. Credito immagine: International Gemini Observatory, Travis Rector, University of Alaska Anchorage, National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NOIRLab) (CC BY 4.0 DEED). La stella centrale di NGC 246 illumina le nuvole di materiale in espansione e continuerà a farlo per alcuni millenni. Alla fine, si raffredderà e svanirà, e le nuvole di gas e polvere spariranno nel mezzo interstellare. La Nebulosa Teschio ha una forma leggermente ellittica e un diametro apparente di circa 224 secondi d’arco. È una nebulosa planetaria relativamente vecchia con un’età dinamica di circa 6.600 anni. Si espande a 39,5 km/s. Il nucleo caldo della nebulosa planetaria (PNN) si muove attraverso lo spazio a circa 80 km/s. Il gas nel bordo anteriore della nebulosa si muove nella stessa direzione della stella. Mentre collide con il mezzo interstellare, il gas rallenta e viene compresso. Questo processo lo rende più caldo e instabile, conferendo all’anello della nebulosa un aspetto più luminoso e nitido e producendo un aspetto asimmetrico lungo l’asse principale di NGC 246. Il materiale sul bordo posteriore della nebulosa si espande liberamente. La stella progenitrice è leggermente spostata verso il bordo anteriore.

Catturata in straordinari dettagli dal Very Large Telescope (VLT) dell’ESO, la sinistra Nebulosa Teschio si presenta in meravigliosi toni di rosa e rosso in quest’immagine. Questa nebulosa planetaria, conosciuta anche come NGC 246, è la prima nota ad essere associata a una coppia di stelle legate strettamente orbitate da una terza stella esterna. Scattata dall’istrumento FORS 2 sul VLT dell’ESO nel deserto di Atacama in Cile, quest’immagine della Nebulosa Teschio cattura intenzionalmente la luce emessa in alcuni intervalli ristretti di lunghezze d’onda — quelli associati ai gas di idrogeno e ossigeno. Le osservazioni della luce emessa da elementi particolari aiutano a rivelare una ricchezza di informazioni sulla composizione chimica e strutturale di un oggetto. Quest’immagine della Nebulosa Teschio mette in evidenza dove NGC 246 è ricca o povera di idrogeno (mostrato in rosso) e ossigeno (rappresentato in azzurro chiaro). Credito immagine: (CC BY 4.0 DEED). La stella al centro della nebulosa è una nana bianca di 12° magnitudine catalogata come HIP 3678 A. Ha una temperatura efficace di circa 150.000 K e una massa di 0,84 masse solari. I valori sono stati ottenuti in uno studio condotto nel 1998. La stella progenitrice avrebbe avuto una massa di circa 4,3 masse solari e una vita sulla sequenza principale di circa 260 milioni di anni. Nel 1930, la stella centrale aveva una magnitudine fotografica pari a quella di 9°. La sua luminosità è gradualmente diminuita fino a 11.2 nel 1969, e oggi la stella brilla con una magnitudine di 12. La nana bianca ha due compagni, HIP 3678 B e HIP 3678 C. I compagni hanno masse stimate di 0,85 e 0,1 masse solari. HIP 3678 B è considerata una nana di tipo K da precoce a media, mentre HIP 3678 C è una nana rossa di tipo spettrale M5-M6. HIP 3678 B si trova a una separazione di circa 3,8 secondi d’arco dalla stella centrale della nebulosa. Fu prima rilevata da Minkowski nel 1965 e confermata da Cudworth nel 1973. La terza stella del sistema, HIP 3678 C, è stata identificata a circa 1 secondo d’arco di distanza dalla principale, con una separazione proiettata di circa 500 unità astronomiche, nel 2014. Questa scoperta ha reso NGC 246 la prima nota nebulosa planetaria con un sistema stellare gerarchico triplo al suo interno. Il secondo compagno è stato scoperto da C. Adam e M. Mugrauer dell’Istituto Astrofisico e dell’Osservatorio Universitario di Jena, in Germania. Gli astronomi hanno analizzato i dati nel vicino infrarosso e visivi ottenuti con l’imager ad ottica adattiva NACO al Very Large Telescope (VLT) presso l’Osservatorio di Paranal nel deserto di Atacama in Cile e la Wide Field Planetary Camera 2 a bordo del Hubble Space Telescope (HST). I dati utilizzati nello studio sono stati prelevati dagli archivi di Hubble e dell’European Southern Observatory (ESO).

Questa vista serena cattura una porzione della nebulosa planetaria NGC 246, nota anche come Caldwell 56. Le nebulose planetarie sono state così nominate perché quando furono osservate per la prima volta attraverso i telescopi primordiali, ricordavano pianeti. Tuttavia, una nebulosa planetaria è in realtà la fase finale dell’evoluzione di una stella simile al nostro Sole. Quando la stella raggiunge la fine della sua vita, pulsazioni e forti venti stellari espellono le sue buste di gas. Il caldo e compatto nucleo della stella emette radiazioni intense, facendo brillare il gas per alcune decine di migliaia di anni prima che la nebulosa si dissolva, lasciando dietro di sé una nana bianca come quella al centro di Caldwell 56. L’immagine sopra è stata catturata dalla Wide Field and Planetary Camera 2 di Hubble. Fornisce uno sguardo dettagliato alla struttura di Caldwell 56 e della sua stella centrale. Queste osservazioni e quelle successive sono state condotte per comprendere meglio come i filamenti deliziosi di una nebulosa planetaria cambiano nel tempo. Credito immagine: NASA, ESA, J. Westphal (California Institute of Technology) e K. Werner (Eberhard Karls Universitat); Elaborazione: Gladys Kober (NASA / Catholic University of America) (CC BY 2.0 DEED)

Fatti

La Nebulosa Teschio fu scoperta dall’astronomo britannico di origine tedesca William Herschel il 27 novembre 1785. Herschel scopre la nebulosa con il suo riflettore da 18,7 pollici, con una lunghezza focale di 20 piedi. Catalogò l’oggetto come V 25. La “V” stava per nebulose molto grandi. NGC 246 condivide il soprannome di Nebulosa Teschio con la più luminosa e nota nebulosa a emissione NGC 2237, conosciuta anche come Nebulosa Rosetta, nella costellazione del Monoceros. Le due nebulose non devono essere confuse. La Rosetta è un grande complesso di formazione stellare situato a 5.200 anni luce di distanza e NGC 246 è un piccolo residuo di una singola stella. NGC 246 è talvolta anche chiamata Nebulosa Pac-Man poiché la disposizione delle stelle nel campo visivo della nebulosa ricorda il personaggio di un videogioco degli anni ’80. La nebulosa non deve essere confusa con l’altra Nebulosa Pac-Man (NGC 281), una nebulosa a emissione nella regione della W di Cassiopea nella costellazione di Cassiopea.

Questa immagine del Telescopio Spaziale Spitzer della NASA mostra la stella centrale della Nebulosa Teschio (al centro) circondata da una nuvola di gas e polvere luminosa. Spitzer ha perforato la polvere per evidenziare una caratteristica mai vista prima — un enorme anello di materiale (rossastro) leggermente disassato dal nucleo della nuvola costituita da materiale espulso dalla stella in fase di invecchiamento. Questo composito di immagini è stato catturato il 6 dicembre 2003 dalla camera a matrice infrarossa di Spitzer ed è composto da immagini ottenute a quattro lunghezze d’onda: 3,6 micrometri (blu), 4,5 micrometri (verde), 5,8 micrometri (arancione) e 8 micrometri (rosso); credito immagine: NASA/JPL-Caltech/J. Hora (Harvard-Smithsonian CfA). La Nebulosa Teschio è una delle circa una dozzina di nebulose planetarie incluse nel catalogo Caldwell di Sir Patrick Moore. Il catalogo serve come complemento al catalogo di Messier e, a differenza della lista di Charles Messier, include oggetti del profondo cielo nel cielo del sud. Tutti gli oggetti Caldwell e Messier possono essere osservati con telescopi amatoriali, molti di essi sono visibili anche con binocoli. Altre nebulose planetarie con designazioni Caldwell includono la Nebulosa Papillon (Caldwell 2) nella costellazione di Cefeo, la Nebulosa Occhio di Gatto (Caldwell 6) in Drago, la Nebulosa Planetaria Lampeggiante (Caldwell 15) in Cigno, la Nebulosa Palla di Neve Blu (Caldwell 22) in Andromeda, la Nebulosa Saturno (Caldwell 55) e la Nebulosa Elica (Caldwell 63) in Aquarius, l’Ombra di Giove (Caldwell 59) in Idra, la Nebulosa Farfalla (Caldwell 69) in Scorpione, e la Nebulosa Anello Meridionale (Caldwell 74) in Vela.

Immagine HaRGB della Nebulosa Teschio (NGC 246), credito: Göran Nilsson & The Liverpool Telescope (CC BY-SA 4.0 DEED)

Posizione

La Nebulosa Teschio si trova nella parte meridionale della costellazione equatoriale del Ceto (il Mostro Marino o la Balena). Si trova nella regione della pancia e della coda del Mostro Marino, circa 6 gradi a nord-nord-est del gigante arancione Diphda (Beta Ceti). Brillando con magnitudine 2.02, Diphda è la stella più brillante del Ceto. È la stella più luminosa vicino alla linea immaginaria prolungata da Alpheratz attraverso Algenib nel Grande Quadrato di Pegaso. NGC 246 appare a circa 1,5 gradi a sud-sud-est del gigante arancione più debole Phi1 Ceti (mag. 4.75).

La posizione della Nebulosa Teschio, immagine: Stellarium

Posizione di NGC 246, immagine: Stellarium. La Nebulosa Teschio ha una bassa luminosità superficiale e può rivelarsi un oggetto difficile in condizioni non ottimali. La sua luce può essere sopraffatta dalle stelle più luminose in primo piano quando vista attraverso un piccolo telescopio. I telescopi di media potenza riveleranno un debole bagliore rotondo. La nebulosa è meglio osservata attraverso grandi telescopi con un filtro di ossigeno III. Con una declinazione di -11° 52’, la nebulosa è visibile virtualmente da qualsiasi luogo sulla Terra per almeno parte dell’anno. Non sorge mai da località a nord della latitudine 78° N. La nebulosa è meglio vista durante l’autunno dell’emisfero settentrionale e la primavera dell’emisfero meridionale. Il periodo migliore dell’anno per osservare NGC 246 e altri oggetti del profondo cielo nel Ceto è durante il mese di novembre, quando la costellazione è alta sopra l’orizzonte alla sera. Nebulosa Teschio – NGC 246