La Nebulosa Jewel Bug (NGC 7027) rappresenta un esempio affascinante di nebulosa planetaria giovane, situata nella costellazione del Cigno. La sua distanza dalla Terra è di circa 2.870 anni luce. Con una magnitudine apparente di 10, è tra le nebulose planetarie più luminose visibili nel cielo notturno. Si stima che NGC 7027 abbia un’età di circa 600 anni. La nebulosa presenta una struttura complessa caratterizzata da un guscio ellissoidale di gas ionizzato, spesso ed allungato, circondato da una nube neutra di grandi dimensioni. La regione circostante mostra una morfologia distintiva a forma di trifoglio, con almeno due coppie di lobi che si estendono da essa. Uno studio del 2001 ha rivelato un’emissione bipolar di raggi X estesa dalla nebulosa, rilevata tramite l’Osservatorio Chandra. Si ritiene che questa emissione sia generata dal forte vento stellare della stella centrale o forse da un compagno non visibile. I raggi X indicano temperature eccezionalmente elevate nelle regioni centrali della nebulosa.
Questa immagine catturata dal Telescopio Spaziale Hubble della NASA/ESA rappresenta NGC 7027, nota anche come nebulosa “Jewel Bug”. L’oggetto ha lentamente esimato la propria massa in pattern sfericamente simmetrici o forse spirali per secoli, fino a produzioni più recenti di nuovi schemi a forma di trifoglio. Nuove osservazioni hanno rivelato livelli senza precedenti di complessità e cambiamenti rapidi nei getti e nelle bolle di gas espulse dalla stella al centro della nebulosa. Immagine: NASA, ESA, e J. Kastner (RIT)
Dimensioni
NGC 7027 ha una dimensione apparente di 16 per 12 arcosecondi, equivalente a una dimensione fisica di soli 0.2 per 0.1 anni luce, o circa 14.000 unità astronomiche. È una delle nebulose planetarie più piccole conosciute, oltre a essere una delle più studiato. Una ricerca pubblicata nel 1989 ha confermato un tasso di espansione di 4,2 milliarcosecondi all’anno per la nebulosa, con una velocità di espansione di 17,5 km/s.
Luminosità
La luminosità totale della nebulosa è di almeno 5.500 luminosità solari, con alcune stime che raggiungono anche le 20.000 luminosità solari. Si prevede che luminosità e temperatura della stella centrale diminuiscano in un prossimo futuro e, entro i prossimi 1.000 anni, si prevede che la luminosità della stella cali di un fattore 10, influenzando anche l’emissione nebulosa. Nella sua attuale fase evolutiva, la nebulosa è illuminata dalla intensa radiazione ultravioletta della nane bianco centrale. Questa radiazione illumina la zona di gas circostante la stella. Il gas caldo nella regione interna è avvolto da una nube di gas idrogeno freddo e polvere, visibile solo nei raggi infrarossi.
Un’immagine mostra una bolla di gas a 3 milioni di gradi Celsius, lunga circa cento volte il nostro sistema solare. NGC 7027 è il residuo di una stella simile al Sole che ha espulso gran parte della sua massa, rivelando il suo nucleo caldo. Si pensa che i raggi X siano prodotti quando un vento “veloce” proveniente dal nucleo caldo collide con il vento “lento” espulso in precedenza durante la fase di gigante rossa della stella. Questa collisione riscalda la materia a diversi milioni di gradi, facendola brillare in raggi X. Immagine: Chandra X-ray Observatory, NASA/CXC/RIT/J. Kastner et al.
Fatti
Si ritiene che la stella progenitrice di NGC 7027 avesse una massa iniziale di almeno 4 masse solari. Negli ultimi milioni di anni della sua vita, ha subito una rapida perdita di massa prima di espellere il suo guscio esterno e diventare una nana bianca. Ora la stella ha una massa stimata di 0,7 masse solari. Si sospetta che l’halo espandente della nebulosa abbia una massa di 3 masse solari, che è circa 100 volte più della regione centrale. La Jewel Bug fu scoperta dall’astronomo francese Édouard Stephan nel 1878. Stephan utilizzò un telescopio riflettore da 31 pollici presso l’Osservatorio di Marsiglia, lo stesso strumento con cui scoprì molti altri oggetti del profondo cielo, tra cui il gruppo di galassie interagenti noto come il Quintetto di Stephan e la galassia lenticolare NGC 6027 in Serpens. Stephan non comprese la natura della nebulosa che aveva scoperto. Negli anni ’70 dell’Ottocento, utilizzava il telescopio da 31 pollici per misurare il diametro apparente delle stelle. La sua scoperta della Jewel Bug fu in effetti la scoperta dell’atmosfera esterna di una stella. La Jewel Bug fu scoperta indipendentemente dal reverendo Thomas William Webb il 14 novembre 1879. Webb, un astronomo britannico noto per la sua guida “Celestial Objects for Common Telescopes” (1859), descrisse la sua scoperta: “Planetaria, simile a una stella di magnitudine 8.5, circa 4\”.” Anche se usò lo stesso termine che utilizziamo oggi, Webb non sapeva cosa avesse scoperto. Il termine “nebulosa planetaria” fu usato da William Herschel circa un secolo prima della scoperta di Webb, e divenne ampiamente usato dagli astronomi per descrivere oggetti rotondi che sembravano avere dischi simili a quelli dei pianeti. Herschel credeva inizialmente che questi oggetti fossero stelle con materiale orbitante in fase di condensazione in pianeti. La vera natura delle nebulose planetarie non fu completamente compresa fino all’inizio del XX secolo.
La Camera per Infrarossi e lo Spettrometro Multi-Oggetti (NICMOS) del Telescopio Spaziale Hubble ha catturato un momento breve dello stadio di esaurimento di NGC 7027, una stella di massa media simile al nostro Sole. L’immagine infrarossa (a sinistra) mostra una nebulosa planetaria giovane in uno stato di transizione rapida. Solo questa immagine rivela nuove informazioni importanti. Quando gli astronomi combinano questa foto con un’immagine precedente scattata in luce visibile, ottengono un quadro più completo delle fasi finali della vita di una stella. NGC 7027 sta attraversando le fasi finali della vita mentre evolve in quella che gli astronomi definiscono una “nebulosa planetaria”. Il termine nebulosa planetaria non deriva da alcuna associazione reale con i pianeti, ma dal fatto che nei telescopi antichi questi oggetti sembravano avere dischi simili a quelli dei pianeti. Immagine: William B. Latter (SIRTF Science Center/Caltech) e NASA. Si credeva che la Jewel Bug fosse una proto-nebulosa planetaria prima che venisse osservata con il Telescopio Spaziale Hubble. Ora è nota come nebulosa planetaria in una fase iniziale di sviluppo. L’ione idruro di elio (HeH+) è stato rilevato per la prima volta in NGC 7027 nell’aprile 2019. Conosciuto anche come ione helonio o hydridohelium(1+), si ritiene che l’ione idruro di elio sia il primo composto formato dopo il Big Bang. Anche se è stato prodotto in un laboratorio nel 1925, la sua esistenza nel mezzo interstellare era stata solo congetturata prima della sua rilevazione tramite l’Osservatorio Stratosferico per l’Astronomia Infrarossa (SOFIA). La scoperta ha confermato la precedente credenza che l’elio e l’idrogeno si siano combinati per formare il primo legame molecolare dell’Universo quando l’Universo aveva solo circa 100.000 anni.
La Nebulosa Jewel Bug (NGC 7027), immagine: Judy Schmidt (dal Hubble Legacy Archive, CC0 1.0)
Posizione
NGC 7027 si trova nella stessa regione del cielo della Nebulosa del Nord America (NGC 7000) e della Nebulosa Pellicano (IC 5070), due grandi nebulose di emissione situate nella zona intorno alla Croce del Nord nel Cigno. La Jewel Bug è localizzata a 5,5 gradi a sud-est di Deneb, la stella più brillante del Cigno e la diciannovesima stella più luminosa del cielo.
Jewel Bug, Nebulosa del Nord America e Nebulosa Pellicano, immagine: Wikisky Deneb è facilmente individuabile perché si trova in cima alla Croce del Nord, un asterismo che domina il cielo estivo settentrionale. La stella fa anche parte del Triangolo Estivo, un altro prominente asterismo settentrionale formato da Deneb in combinazione con Vega nella costellazione della Lira e Altair in Aquila.
La posizione di NGC 7027, immagine: Wikisky Il modo migliore per osservare la Nebulosa Jewel Bug è attraverso telescopi di grandi dimensioni, con le massime ingrandimenti possibili. Con telescopi da 4 pollici, la nebulosa appare solo come una stella ingrandita a ingrandimenti moderati, mentre ingrandimenti maggiori rivelano una forma simile a un manubrio. Nebulosa Jewel Bug – NGC 7027