La Nebulosa Anello, una strepitosa nebulosa planetaria, si trova circa 2.567 anni luce dalla Terra nella costellazione della Lyra. Con una magnitudine apparente di 8.8, è tra le più luminose nebulose planetarie visibili, facilmente osservabile con telescopi di piccole dimensioni. Questa nebulosa si colloca a sud della stella Vega e ha la designazione di Messier 57 (M57) nel catalogo di Messier, nonché NGC 6720 nel Nuovo Catalogo Generale. La sua formazione avviene quando una stella gigante rossa evolve e espelle la propria involucro esterno di gas ionizzato nello spazio. Con l’espansione delle nubi di materiale espulso nell’ambiente interstellare, vengono energizzate dalla luce ultravioletta del residuo stellare caldo, che successivamente si raffredderà e svanirà per diventare una nana bianca. La Nebulosa Anello è composta da tre regioni distinte: la cavità centrale, il guscio luminoso, e l’alone. La cavità centrale ha una forma sferica e un raggio di circa 25 arcosecondi, presentando una struttura lineare che appare come due strisce più luminose ai lati della stella progenitrice.

Il guscio luminoso che circonda la cavità centrale ha una forma ellittica, con un raggio esterno di 44 arcosecondi lungo l’asse maggiore e 35 arcosecondi lungo l’asse minore, mostrando una maggiore luminosità lungo quest’ultimo. Il bordo esterno del guscio luminoso presenta una distorsione verso nord-est, in direzione approssimativa del moto proprio della stella centrale. Questa distorsione potrebbe derivare dall’interazione con il mezzo interstellare circostante. È da notare che la stella centrale non si trova esattamente al centro della cavità, ma è spostata a nord-ovest di 2 arcosecondi, un offset che potrebbe essere collegato alla sua complicità stellare.

Nell’immagine catturata dal Telescopio Spaziale Spitzer della NASA, emerge un delicato fiore all’interno della Nebulosa Anello, con il guscio esterno che richiama visivamente i petali di una camelia in fiore. Il “ring” è un cilindro spesso di gas e polvere che circonda la stella morente. Durante il suo esaurirsi, il nucleo della stella si riduce e diventa più caldo, vaporizzando gli strati esterni. La fotocamera ad array infrarosso del telescopio ha rilevato il materiale espulso dalla stella morente. Le immagini precedentemente scattate con telescopi ottici mostravano per lo più il loop interno luminoso di gas attorno alla stella. Le regioni esterne spiccano particolarmente in queste immagini grazie alla capacità di Spitzer di vedere in lunghezze d’onda infrarosse, dovute all’assorbimento della radiazione ultravioletta da parte delle molecole di idrogeno, che emettono luce infrarossa. La Nebulosa Anello ha una magnitudine visiva di 8.8 e una magnitudine fotografica di 9.7. È una delle nebulose planetarie più luminose, insieme alla Nebulosa Manubrio (M27) in Vulpecula, alla Nebulosa Elica (NGC 7293), alla Nebulosa Saturno (NGC 7009) in Acquario, e alla Nebulosa Fantasma di Giove (NGC 3242) in Idra. Le nebulose planetarie si formano negli stadi evolutivi avanzati di stelle di massa intermedia come il Sole. Le stelle nella fase di ramo gigante asintotico producono un’atmosfera estesa tramite un vento lento, e quando la temperatura aumenta rapidamente, il vento stellare diventa più veloce, creando una zona esterna ricca di molecole.

Gli osservatori planetari, sfruttando i telescopi, hanno notato che la Nebulosa Anello è in espansione da circa 1.610 ± 240 anni. La stella centrale ha lasciato il ramo gigante asintotico (AGB) negli ultimi 2.000 anni e ora sta evolvendo in una nana bianca, costituita principalmente da carbonio e ossigeno, con un involucro esterno di elementi più leggeri. La luce emessa dai diversi elementi chimici conferisce alla nebulosa il suo aspetto colorato. Le foto a lungo termine consentono agli astronomi di studiare in dettaglio la composizione chimica dei gas e l’evoluzione delle nebulose. La Nebulosa Anello presenta una dimensione apparente di 1,5 arcmin, con l’anello ellittico visibile nei piccoli telescopi, mentre la stella centrale risulta un obiettivo più complesso da osservare. Il luminoso alone interno ha un diametro di 160 x 146 arcosecondi, mentre l’alone esterno più tenue si estende per circa 230 arcosecondi.

Immagini del James Webb Space Telescope (JWST)

La Nebulosa Anello è stata immortalata dal Telescopio Spaziale James Webb (JWST) della NASA ed ESA nell’agosto 2022. Un’immagine composita della nebulosa, ottenuta con tre diversi filtri, è stata rilasciata nel agosto 2023. Le immagini ad alta risoluzione di M57 sono state catturate dalla Near-Infrared Camera (NIRCam) e dal Mid-Infrared Instrument (MIRI) di Webb. Le osservazioni di Webb hanno rivelato dettagli intricati della nebulosa con una precisione senza precedenti, fornendo ai scienziati nuove intuizioni sui processi di evoluzione stellare. Queste immagini aiuteranno gli astronomi a comprendere come l’involucro gassoso di una stella diventi una mescolanza di molecole semplici e complesse e particelle di polvere.

Un’analisi dei dati JWST pubblicati nel 2023 ha rivelato la presenza di circa 20.000 globuli densi con un diametro medio di 0.2 arcosecondi all’interno del guscio luminoso della nebulosa. Gli astronomi hanno trovato circa 10 archi concentrici che indicano una modulazione orbitale da parte di un compagno a bassa massa. Si stima che l’orbita abbia un periodo di circa 280 anni e un semiasse maggiore di 50 unità astronomiche per una massa combinata ipotizzata di 1.5 masse solari.

Fatti

La Nebulosa Anello fu scoperta dall’astronomo francese Charles Messier nel gennaio 1779, catalogata come Messier 57 nella lista di oggetti del cielo profondo che potrebbero essere scambiati per comete. Ricerche successive hanno rivelato che la nebulosa ha la stessa luminanza e simili proprietà chimiche di altre nebulose planetarie, suggerendo una comune origine nel vento AGB lento. La Nebulosa Anello, un obiettivo prediletto dagli astrofili, è ben visibile nel telescopio di 3 pollici ma è meglio osservabile in strumenti di 8 pollici o maggiori con filtri UHC o OIII.