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Questa splendida immagine dell’HST [a sinistra] ci mostra la collisione di due fronti di gas nei pressi di una stella nelle fasi finali del suo ciclo vitale. Gli astronomi hanno chiamato "noduli cometari" (cometary knots) quegli oggetti dalla forma di girino che si possono osservare verso l’angolo in alto a destra; infatti con le loro teste brillanti e le loro sottilissime code assomigliano proprio a delle comete. Sebbene siano stati osservati noduli di gas anche per mezzo di telescopi con base a terra, è la prima volta che se ne possono osservare così tanti in una singola nebulosa.
L’Hubble ha catturato migliaia di questi noduli all’interno della nebulosa Helix [a destra], nella costellazione dell’Acquario, la nebulosa planetaria più vicina alla Terra. Essa infatti dista da noi solo 450 anni-luce tanto che il suo diametro angolare è pari alla metà di quello della Luna piena. Questa nebulosa, dalla forma anulare, si è formata in seguito alle emissioni di gas della stella centrale, un astro simile al nostro Sole che ha raggiunto le fasi finali del suo ciclo evolutivo.
Le teste gassose dei noduli cometari sono grandi almeno il doppio del nostro Sistema Solare; le code si allungano per 180 miliardi di chilometri, circa 1000 volte la distanza tra la Terra e il Sole. I frammenti gassosi maggiormente visibili sono disposti lungo il bordo interno del disco stellare che si trova a migliaia di miliardi di chilometri dalla stella centrale. Le scie gassose che assomigliano a chiome cometarie formano una struttura radiale attorno alla stella, come i raggi di una ruota. Gli astronomi avevano già visto questa struttura radiale per mezzo di telescopi con base a terra ma l’Hubble ci rivela per la prima volta la sua origine.
Gli astronomi teorizzano che i noduli gassosi siano il risultato di una collisione tra due diversi tipi di gas. La stella morente espelle del gas ad alta temperatura dalla sua superficie; il fronte di gas caldo ad alta velocità e bassa densità entra in collisione con il gas più freddo, lento e denso, che la stella aveva eiettato 10.000 anni prima.
Questa collisione crea una condizione di instabilità (chiamata instabilità di Rayleigh-Taylor) nella quale i due gas si rimescolano e la nube omogenea che circonda la stella si frammenta formando piccoli e densi noduli dalla forma a dito, simili allo sgocciolamento della pittura su una tela. Secondo i modelli standard, gli astronomi prevedono che i noduli gassosi siano destinati ad espandersi e dissiparsi nel giro di poche centinaia di migliaia di anni, scomparendo nel buio dello spazio interstellare. D’altro canto le particelle di polvere presenti all’interno dei noduli di gas potrebbero collidere e attaccarsi fra loro formando dei corpi di dimensioni e caratteristiche planetarie simili al nostro Plutone. Questi corpi freddi dovrebbero sfuggire alla gravità della stella morente andando alla deriva nello spazio interstellare.
O’Dell, l’astronomo che ha diretto le osservazioni, sostiene che se questo è un fenomeno comune e tipico delle stelle morenti, se ne deduce che la nostra galassia dovrebbe contenere migliaia di miliardi di questi oggetti contribuendo con una percentuale non trascurabile (anche se inferiore al 10%) alla sua massa mancante (tale massa oscura è una fonte di gravità che influenza il moto delle stelle della nostra galassia).
O’Dell spera di poter osservare nuovamente la nebulosa Helix entro pochi anni per determinare il movimento centrifugo dei noduli.
Le immagini, prese nell’agosto del 1994 con la camera WFPC2 (Wide Field Planetary Camera 2), sono in colori codificati; il colore rosso rappresenta l’emissione di azoto (([NII] 6584A), il verde è l’idrogeno alfa (H-alpha, 6563A) e il blu l’ossigeno (5007A).
Le osservazioni sono state eseguite da Robert O’Dell e Kerry P. Handron (Rice University, Houston, Texas)