I lobi a forma di orecchio di una nota nebulosa planetaria riscrivono la sua linea temporale evolutiva.

Utilizzando il Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) e il Manchester Echelle Spectrograph (MES), astronomi turchi e messicani hanno studiato una nebulosa planetaria scoperta due secoli fa, nota come NGC 6563. I risultati delle osservazioni, pubblicati il ​​15 giugno in un numero speciale della rivista Galaxies , forniscono importanti informazioni sulla morfologia e la cinematica di questa nebulosa.

Le nebulose planetarie (PN) sono involucri in espansione di gas e polvere espulsi da una stella durante la sua evoluzione da stella di sequenza principale a gigante rossa o nana bianca. Sono relativamente rare, ma importanti per gli astronomi che studiano l’evoluzione chimica di stelle e galassie.

Nebulosa planetaria a forma di uovo con “orecchie”

Scoperta nel 1826, NGC 6563 è una nebulosa planetaria situata a circa 5.400 anni luce di distanza nella costellazione del Sagittario. La nebulosa ha un raggio di circa 0,4 anni luce e la sua età è stimata in 6.350 anni. La stella centrale di NGC 6563 ha una magnitudine apparente di 17,49 e la sua massa è di circa 2,93 masse solari.

Precedenti osservazioni di NGC 6563 hanno rivelato una morfologia ellittica, con un lato più stretto dell’altro, che le conferisce un aspetto simile a un uovo. È stato inoltre scoperto che la nebulosa presenta due piccoli lobi opposti, soprannominati “orecchie”.

Un team di astronomi guidato da Zahra Al dell’Università di Istanbul, in Turchia, ha nuovamente studiato NGC 6563 per approfondirne la peculiare morfologia e analizzarne la cinematica. Per il loro studio, hanno utilizzato lo strumento MUSE, installato sul Very Large Telescope (VLT) in Cile, e lo strumento MES, presso il telescopio Arcadio Poveda in Messico.

Che cosa hanno rilevato i due spettrografi?

Le osservazioni di MUSE e MES hanno permesso al team di Al di distinguere un corpo principale ellissoidale di NGC 6563 circondato da un guscio sottile, due protuberanze a forma di “orecchio” e ulteriori strutture su piccola scala. La velocità sistemica della nebulosa è stata misurata a -25 km/s, mentre la velocità di espansione del guscio principale è risultata essere di 22 km/s.

In base ai dati raccolti, i ricercatori stimano che il guscio e l’anello ellissoidali abbiano un’età cinematica di 3.700 anni. Per quanto riguarda le “orecchie”, si è scoperto che sono significativamente più antiche: la loro età cinematica è stimata tra i 7.500 e gli 8.800 anni. Questi calcoli indicano che le orecchie sono anteriori alla formazione del guscio nebulare principale.

“Questo supporta uno scenario in cui le formazioni a forma di orecchie si sono originate da precedenti deflussi collimati, probabilmente associati a una fase di interazione binaria precedente all’espulsione del guscio denso”, hanno scritto gli autori dell’articolo.

L’asimmetria racconta una storia

In generale, gli astronomi affermano che l’asimmetria cinematica osservata, con un lato che si espande più velocemente del lato opposto, insieme ad aumenti di intensità localizzati e distorsioni superficiali, suggerisce che NGC 6563 si stia evolvendo all’interno di un mezzo circostante non uniforme. Aggiungono che la morfologia ellittica complessiva della nebulosa e la presenza di protuberanze più antiche a forma di orecchio indicano che ulteriori meccanismi di modellamento sono probabilmente stati all’opera durante le fasi evolutive precedenti.

“L’interazione interna del vento, le instabilità a guscio sottile, gli episodi di perdita di massa indotti da sistemi binari e gli effetti ambientali potrebbero quindi contribuire tutti alla morfologia attuale, operando in epoche e scale spaziali diverse. Ulteriori studi osservativi e teorici saranno necessari per definire meglio i contributi relativi di questi meccanismi”, concludono gli scienziati.

Abstract

Presentiamo un’analisi morfocinematica basata sulla spettroscopia echelle a fenditura lunga ad alta risoluzione del [N ii ] 6583 imaging di linea e a banda stretta. I diagrammi posizione-velocità rivelano espansione asimmetrica e caratteristiche cinematiche localizzate. Deriviamo una velocità sistemica di LSR sys = − 25 ± 1 km con ⁻¹ HEL sys = − 34 ± 1 km con ⁻¹ ) e una velocità di espansione del guscio principale di exp = 22 ± 1 km con ⁻¹ La modellazione tridimensionale indica un corpo principale ellissoidale circondato da un guscio sottile, due protuberanze simili a orecchie e ulteriori strutture di piccole dimensioni. Le corrispondenti età cinematiche sono 3600 ± 700 anno per l’ellissoide e l’anello, e 7500 ± 1000 anno e 8800 ± 1500 yr per le due protuberanze opposte a forma di orecchio, rispettivamente, indicando che queste strutture esterne precedono l’involucro nebulare principale. L’asimmetria cinematica e le regioni di emissione intensificata suggeriscono un’evoluzione all’interno di un mezzo ambiente non uniforme. Allo stesso tempo, la presenza di strutture collimate a forma di orecchio è coerente con una modellazione influenzata dall’interazione binaria, dove precedenti deflussi hanno preceduto l’espulsione del guscio denso. NGC 6563 sembra quindi essere un sistema evoluto dinamicamente, modellato dagli effetti combinati di espulsioni di massa episodiche e interazione ambientale.

 

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