La Wide Field and Planetary Camera 2 ha catturato le immagini della primissima infanzia della nebulosa Stingray (Hen-1357), la più giovane finora conosciuta.
In questa immagine, la brillante stella centrale si trova al centro di un anello di gas di colore verdastro. La sua compagna si trova all’interno della nebulosa in alto a sinistra. Uno sperone di gas sembra congiungere le due stelle.
L’immagine ci mostra anche un anello di gas (verde) che circonda la stella centrale, con addensamenti in basso a sinistra e in alto a destra lungo l’anello. Il vento stellare spinto dalla radiazione della stella della calda stella centrale ha creato abbastanza pressione da perforare queste bolle, permettendo al gas di fuoriuscire. Le linee curve rosse rappresentano gas luminoso riscaldato dall’onda d’urto dovuta all’interazione tra il vento stellare e le bolle.
La nebulosa si estende 130 volte il sistema solare, tuttavia dato che si trova alla distanza di 18.000 anni luce, essa appare grande quanto una monetina alla distanza di due chilometri. Stingray si trova in direzione della costellazione australe dell’Ara (l’altare).
I colori codificano l’emissione luminosa dovuta all’azoto (rosso), l’ossigeno (verde) e l’idrogeno (blu). I filtri usati sono F658N ([N II]), F502N ([O III]), and F487N (H-beta). L’immagine è stata ripresa nel marzo del 1996.
Gli astronomi hanno colto un raro momento dello stadio finale della vita di una stella: un sudario di gas rilasciato da una stella morente illuminato dalla stellina centrale. Il telescopio spaziale Hubble ha catturato i dettagli della nebulosa Stingray (Hen-1357), la nebulosa planetaria più giovane oggi conosciuta. Venti anni fa, il gas intorno alla stella morente non era abbastanza caldo da essere luminoso.
La nebulosa Stingray (Hen-1357) è chiamata così per la sua forma che assomiglia al pesce pastinaca (stingray in inglese). Le immagini di questa nebulosa planetaria nei primissimi anni di vita permettono di scoprire nuovi dettagli sugli ultimi istanti della vita di stelle simili al Sole.
Una nebulosa planetaria si forma al termine di un lungo processo durante il quale una stella di massa simile al Sole si espande fino a diventare una gigante rossa e rilascia gli strati esterni sotto forma di vento stellare lento. In seguito ciò che rimane della stella si contrae e diventa estremamente caldo, tanto da emettere un intenso flusso di raggi ultravioletti che riscaldano il gas circostante rendendolo brillante. In questa fase il vento stellare veloce spinto dalla stella centrale comprime il materiale precedentemente emesso.
La stella centrale della nebulosa Stingray si è riscaldata abbastanza rapidamente. "Una simile evoluzione di questo oggetto celeste non era attesa" afferma Kailash Sahu dello Space Telescope Science Institute. "I modelli teorici attualmente in uso non predicono una evoluzione così rapida per stelle poco massicce come la nebulosa Stingray. Soggiunge Matt Bobrowsky di Orbital Sciences Corp. "La nebulosa Stingray è, in termini umani, appena un neonato, dal momento che nel corso degli ultimi venti anni la stella centrale si è riscaldata a tal punto da illuminare il gas intorno. E’ straordinario catturare una stella in questo intervallo di tempo incredibilmente breve su scala stellare". Tipicamente le stelle vivono per miliardi di anni, mentre per rendersi visibile una nebulosa planetaria impiega circa 100 anni – un batter d’occhio paragonato alla vita di una stella. Non sorprende dunque il fatto che non sono state individuate nebulose planetarie più giovani di questa.
La nebulosa è dieci volte più piccola di una nebulosa planetaria "adulta" e si trova a 18.000 anni luce di distanza in direzione della costellazione australe dell’ara (l’altare). A causa delle sue esigue dimensioni, nessun dettaglio della nebulosa Stingray è mai stato rivelato prima delle osservazioni con HST.
La creazione di bolle gemelle di gas, la cui forma ricorre in moltissime nebulose planetarie, è sempre stata un mistero per gli astronomi. I getti di gas rivelati nelle imagini di HST sono di grande interesse perché altri oggetti celesti producono simili getti opposti di gas: dalle giovani stelle alle galassie attive.
Molte teorie sono state proposte a riguardo, ma i dettagli della loro formazione non sono ancora ben compresi.
"Sia la teoria che le osservazioni hanno indicato che un anello o un disco di materia giocano un ruolo fondamentale nella formazione di getti opposti" afferma Bobrowsky. "Ma queste immagini sono significative per il fatto che almeno in certi casi, la situazione è notevolmente più complessa".
Le immagini acquisite da Bobrowsky e collaboratori mostrano che un anello di gas circonda la stella centrale, con bolle di gas sopra e sotto l’anello. Il vento che emana la stella centrale ha prodotto una pressione tale da forare queste bolle permettendo al gas di sfuggire. Le bolle agiscono come un ugello che incanala il gas in due getti opposti. L’immagine mostra anche del gas reso luminescente dall’onda d’urto risultante dall’incontro fra il vento stellare e le pareti delle bolle.
Un’ulteriore scoperta fa riferimento alla seconda stella all’interno della nebulosa, indicando che la stella centrale di Stingray fa parte di un sistema binario. La seconda stella è importante perché gli astronomi da tempo avevano ritenuto necessaria l’esistenza di un sistema binario per produrre anelli, bolle e getti di gas. C’è anche l’evidenza che parte del gas che compone la nebulosa probabilmente è distorto dall’attrazione gravitazionale fra le due stelle – altro fenomeno mai visto prima d’ora in una nebulosa planetaria. Questo appare sotto forma di uno sperone di gas che forma un ponte verso la stellina compagna.
Bobrowsky per primo osservò la nebulosa Stingray con il telescopio spaziale nel 1993. Queste immagini furono le prime a mostrare la struttura della nebulosa. Ulteriori osservazioni furono compiute nel 1997 da Bobrowsky e i suoi collaboratori.