Nebulosa Occhio di Gatto
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
| Nebulosa planetaria | Lista di nebulose |
|---|---|
 La Nebulosa Occhio di Gatto, immagine composita costituita da immagini nel visibile (Telescopio spaziale Hubble) e nei raggi X (Chandra X-ray Observatory) |
|
| Dati osservativi (Epoca J.2000) |
|
| Costellazione | Dragone |
| Ascensione retta | 17h 58m 33,423s [1] |
| Declinazione | +66° 37′ 59,52″[1] |
| Distanza | 3 300 ± 900[2] anni luce |
| Magnitudine apparente (V) | 9,8B[1] |
| Dimensione apparente (V) | Centro: 20″; alone: 5′,8[2] |
| Caratteristiche fisiche | |
| Tipo | Nebulosa planetaria |
| Dimensioni | 0,2 anni luce |
| Magnitudine assoluta (V) | -0,2[1] |
| Caratteristiche rilevanti | Struttura complessa |
| Altre designazioni | |
| NGC 6543, Nebulosa Chiocciola, Nebulosa Girasole (include IC 4677) | |
La Nebulosa Occhio di Gatto (conosciuta anche con il numero di catalogo NGC 6543) è una nebulosa planetaria nella costellazione del Draco. Strutturalmente è una tra le più complesse nebulose attualmente conosciute. Le immagini ad alta definizione fornite dal telescopio spaziale Hubble hanno infatti rivelato ampi getti di materia e numerose strutture a forma di arco.
NGC 6543 venne scoperta da William Herschel il 15 febbraio 1786 e fu la prima nebulosa planetaria il cui spettro venne investigato dall'astronomo amatoriale inglese William Sruggini nel 1864.
Recenti studi hanno portato alla luce alcuni misteri riguardanti l'intricata struttura di questa nebulosa che potrebbe essere in parte data dalle emissioni di materia provenienti da una stella binaria situata al suo centro. Non ci sono però ancora evidenze empiriche che attestino ciò. Altro mistero tuttora senza spiegazione sono le grandi discrepanze tra le quantità di elementi chimici ottenute tramite l'utilizzo di diversi sistemi di misurazione.
Indice |
[modifica] Informazioni generali
Questa nebulosa planetaria è stata studiata approfonditamente nel corso degli anni. È relativamente brillante con una magnitudine apparente di 8.1 e un'alta luminosità superficiale. Osservabile ad una ascensione retta 17h 58m 33,423s e una declinazione +66° 37′ 59,52″. Questa alta declinazione gli permette di essere facilmente osservabile in tutto l'emisfero boreale dove storicamente sono situati i più grandi telescopi. NGC 6543 si trova esattamente in direzione del polo nord eclittico.
Mentre la parte più piccola e luminosa al centro ha una dimensione di 20 arcosecondi di diametro[2] l'alone più esterno, formato dalla materia espulsa dalla stella nella sua fase di gigante rossa, si estende per ben 386 arcosecondi (6,4 arcominuti). Le osservazioni mostrano che il corpo principale ha una densità di circa 5.000 particelle per centimetro cubo e una temperatura di quasi 7800 gradi [3], l'alone esterno presenta densità minora ma una temperatura che sfiora i 15.000 gradi.
La stella centrale è di classe spettrale O, con una temperatura stimata intorno agli 80.000 gradi è circa 10.000 volte più luminosa del nostroSole e un raggio di circa 0,65 volte quello solare. Le analisi spettroscopiche mostrano che la stella sta perdendo velocemente massa a causa di un forte vento stellarea un ritmo di 3.2×10−7 masse solari all'anno. La velocità del vento è di circa 1.900 Km/s. Calcoli derivanti dai modelli teorici attribuirebbero alla stella centrale una massa solare che secondo i modelli di evoluzione stellare corrisponde ad una massa iniziale 5 volte maggiore[4].
[modifica] Distanza
La misurazione della distanza che ci separa da oggetti come le nebulose planetarie è problematica e deriva dal fatto che la maggior parte dei metodi usati per la stima si basano su assunzioni che possono rivelarsi inappropriate in casi come questo. Negli ultimi anni tuttavia le osservazioni effettuate tramite il Telescopio spaziale Hubble hanno permesso di migliorare l'accuratezza di queste stime. Partendo dal presupposto che tutte le nebulose planetarie si espandono, osservare a distanza di alcuni anni con alta risoluzione angolare l'oggetto permette di misurarne la velocità angolare di espansione. Tale espansione è generalmente molto piccola, si parla di pochi millisecondi di arco ogni anno. Le osservazioni effettuate tramite spettroscopio permettono di misurare invece la velocità di espansione basandosi sull'effetto Doppler. Combinando così le misurazioni scaturite da questi due metodi si può giungere ad una corretta stima della distanza.
Nel caso di NGC 6543 le misurazioni effettuate dal telescopio spaziale Hubble indicano una velocità di espansione angolare di 10 millisecondi di arco ogni anno mentre le misurazioni tramite spettroscopio forniscono una velocità di 16,4 Km/s. Combinando questi due risultati si ottiene una distanza di 3.300 anni luce che corrispondono a 1.000 parsec[2].
[modifica] Età
La velocità di espansione angolare può anche essere utilizzata per stimare la sua età. Ipotizzando un tasso di espansione costante di 10 millisecondi di arco all'anno e un diametro attuale di 20 secondi di arco la nebulosa potrebbe essersi formata circa 1.000 anni fa[2].
[modifica] Composizione
Come la maggior parte degli oggetti astronomici, NGC 6543 è formata soprattutto da idrogeno ed elio con gli elementi più pesanti presenti in minori quantità. L'esatta composizione può essere determinata attraverso analisi spettroscopiche. L'abbondanza degli elementi viene solitamente espressa in relazione all'idrogeno che è l'elemento principale.
Studi diversi generano sovente misurazioni differenti, questo è dovuto al fatto che gli spettroscopi collegati ai telescopi spesso non catturano tutta la luce generata dall'oggetto che si sta studiando oppure perché vengono studiate parti diverse dello stesso oggetto. Ad ogni modo i risultati per NGC 6543 sono largamente accettati e forniscono un'abbondanza, in relazione all'idrogeno, di elio di circa 0,12, carbonio e azoto sono entrambi a 3×10−4, l'abbondanza di ossigeno invece è di 7×10−4. Sono i tipici valori di una nebulosa planetaria con abbondanza di carbonio, azoto e ossigeno molto più ampia dei valori riscontrabili nell'osservazione del nostro Sole, dovuti al processo di nucleosintesi che arricchisce l'astosfera stellare di elementi pesanti prima che siano espulsi nella formazione della nebulosa planetaria[3][5].
[modifica] Morfologia
La Nebulosa Occhio di Gatto è strutturalmente molto complessa e i meccanismi che hanno portato a questa complicata morfologia non sono ancora del tutto noti. L'immagine proposta in alto rappresenta la fusione di una foto del telescopio spaziale Hubble e una immagine nei raggi X del Chandra, le zone azzurre costituiscono l'emissione di raggi X che come si vede provengono dalla zona interna ellittica ad alta energia[6]. I diversi colori derivano da i diversi stati di ionizzazione dei gas ad alta temperatura che prendono il nome di stratificazione della ionizzazione e dipendono dall'energia fotoionizzante della calda stella centrale. La struttura di gas in espansione è costituita da una anello equatoriale e da due lobi polari con caratteristiche condensazioni lineari ai margini. Inoltre, all'interno, si osserva un fronte ellittico in rapida espansione che con l'impatto dei gas emessi in precedenza emette raggi X.
Oltre a questo si è portati a ritenere anche che la stella centrale sia in realtà una stella binaria. L'esitenza di un disco di accrescimento causato dal trasferimento di massa tra le due componenti del sistema possono aver generato i getti polari che interagiscono con la materia espulsa precedentemente. Nel tempo la direzione dei getti polari può variare a causa della precessione[7].
Al di fuori della zona più brillante è visibile una serie di cerchi concentrici che si pensa siano stati generati mentre la stella si trovava nel ramo asintotico delle giganti rosse nel Diagramma Hertzsprung-Russell. Questi anelli sono disposti in modo molto regolare e questo suggerisce che il meccanismo responsabile della loro formazione si sia ripetuto nel tempo ad intervalli regolari e con velocità di emissione simili[8].
[modifica] Domande aperte
Nonostante la mole di studi effettuati la Nebulosa Occhio di Gatto racchiude ancora molti segreti. I cerchi che circondano la nebulosa centrale sembrano emessi a distanza di alcune centinaia di anni, una scala temporale difficile da spiegare infatti generalmente le pulsazioni termiche che sono solite generare una nebulosa planetaria avvengono a intervalli di decine di anni o al massimo un centinaio, le piccole pulsazioni superficiali invece a distanza di anni o decine di anni. Non si è ancora riusciti ad oggi a trovare una spiegazione del perché questa nebulosa presenti tempistiche così dilatate.
[modifica] Note
- ^ a b c d SIMBAD (2006). Results for Cat's Eye Nebula .
- ^ a b c d e Reed, Balick, Hajian, Klayton, Giovanardi, Casertano, Panagia, Terzian. (1999). Hubble Space Telescope Measurements of the Expansion of NGC 6543: Parallax Distance and Nebular Evolution Astronomical Journal 118: 2430–2441.
- ^ a b Wesson, Liu (2004). Physical conditions in the planetary nebula NGC 6543 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 351: 1026–1042.
- ^ Bianchi, Cerrato, Grewing (Novembre 1986). Mass loss from central stars of planetary nebulae - The nucleus of NGC 6543 Astronomy and Astrophysics 169: 227–236.
- ^ Hyung, Aller, Feibelman, Lee, de Koter (2000). The optical spectrum of the planetary nebula NGC 6543 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 318: 77–91.
- ^ Guerrero, Chu, Gruendl, Williams, Kaler (2001). The Enigmatic X-Ray Point Sources at the Central Stars of NGC 6543 and NGC 7293 Astrophysical Journal 553: L55-L58.
- ^ Miranda, Solf (1992). Long-slit spectroscopy of the planetary nebula NGC 6543 - Collimated bipolar ejections from a precessing central source? Astronomy and Astrophysics 260: 397–410.
- ^ Balick, Wilson, Hajian, (2001). NGC 6543: The Rings Around the Cat's Eye Astronomical Journal 121: 354.
[modifica] Bibliografia
[modifica] Libri
- Balick, Preston (Ottobre 1987). A wind-blown bubble model for NGC 6543 Astronomical Journal 94: 958–963.
- Hora, Latter, Allen, Marengo, Deutsch, Pipher (2004). Infrared Array Camera (IRAC) Observations of Planetary Nebulae Astrophysical Journal Supplement Series: 296–301.
- (EN) Stephen James O'Meara. Deep Sky Companions: The Caldwell Objects. Cambridge University Press, 2003. ISBN 0521553326
[modifica] Carte celesti
- Tirion, Rappaport, Lovi. Uranometria 2000.0 - Volume II - The Southern Hemisphere to +6°. Richmond, Virginia, USA, Willmann-Bell, inc., 1987. ISBN 0-943396-15-8
- Tirion, Sinnott. Sky Atlas 2000.0 - Second Edition. Cambridge, USA, Cambridge University Press, 1998. ISBN 0-933346-90-5
- Tirion. The Cambridge Star Atlas 2000.0. 3a ed. Cambridge, USA, Cambridge University Press, 2001. ISBN 0-521-80084-6
[modifica] Collegamenti esterni
- Catalogo NGC/IC online
- http://chandra.harvard.edu/photo/cycle1/1220/index.html osservazione del telescopio a raggi X Chandra della nebulosa
- Catalogo NGC/IC online
- NASA APOD - October 31, 1999: The Cat's Eye Nebula
- Hubble Probes the Complex History of a Dying Star - Articolo sulla nebulosa occhio di gatto sul sito del telescopio Hubble.
- Hubble's Color Toolbox: Cat's Eye Nebula - articolo che mostra il processo di composizione delle immagini usato dagli scienziati per creare una immagine della nebulosa.
- Cat's Eye Nebula Release at ESA/Hubble
- Cat's Eye Nebula images at ESA/Hubble
| C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | C10 |  |
| C11 | C12 | C13 | C14 | C15 | C16 | C17 | C18 | C19 | C20 | |
| C21 | C22 | C23 | C24 | C25 | C26 | C27 | C28 | C29 | C30 | |
| C31 | C32 | C33 | C34 | C35 | C36 | C37 | C38 | C39 | C40 | |
| C41 | C42 | C43 | C44 | C45 | C46 | C47 | C48 | C49 | C50 | |
| C51 | C52 | C53 | C54 | C55 | C56 | C57 | C58 | C59 | C60 | |
| C61 | C62 | C63 | C64 | C65 | C66 | C67 | C68 | C69 | C70 | |
| C71 | C72 | C73 | C74 | C75 | C76 | C77 | C78 | C79 | C80 | |
| C81 | C82 | C83 | C84 | C85 | C86 | C87 | C88 | C89 | C90 | |
| C91 | C92 | C93 | C94 | C95 | C96 | C97 | C98 | C99 | C100 | |
| C101 | C102 | C103 | C104 | C105 | C106 | C107 | C108 | C109 | / |
