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Nebulose planetarie


Le nebulose planetarie sono formate dagli strati esterni espulsi nello spazio circostante da una stella di massa intermedia (fino a otto volte la massa del Sole) che si trova nella sua ultima fase evolutiva. La luminescenza osservata è prodotta dalla radiazione proveniente dal nucleo centrale della stella, molto caldo, che eccita e ionizza i gas in espansione (costituiti per più di due terzi da idrogeno e per la restante parte soprattutto da elio, con una piccola parte di altri elementi, tra cui carbonio e azoto). La denominazione (introdotta da W. Herschel) non deriva da una diretta relazione con i pianeti, ma dal fatto che, se osservate con un telescopio non potente, le nebulose planetarie (non visibili a occhio nudo) simulano il disco di un pianeta. Quando una stella di piccola massa, dopo miliardi di anni, esaurisce l'idrogeno da fondere al suo interno, collassa e poi si espande fino anche a 200 volte il proprio diametro, diventando una gigante rossa e inghiottendo eventuali pianeti in orbita attorno a essa. Se la stella ha una debole compagna, quest'ultima, quando viene inghiottita, contribuisce con la sua rotazione a fare acquistare al gas in espansione una forma non sferica. Poiché la maggior parte delle stelle morenti osservate è circondata da nebulose irregolari, se ne deduce che molto spesso le stelle si presentano come sistemi doppi.
La velocità di espansione delle nebulose planetarie si valuta utilizzando l'effetto Doppler: si misura la lunghezza d'onda delle righe spettrali emesse dalla parte della nebulosa che si allontana e da quella che si avvicina e se ne calcola la differenza. Si ricava una valore medio di circa 20 km/s. La dimensione è più difficile da calcolare, perché per passare dal diametro angolare visibile in cielo a quello lineare bisogna conoscere la distanza; si hanno stime incerte. Conoscendo la dimensione e la velocità di espansione, si può valutare l'età della nebulosa planetaria.
L'immagine mostra la nebulosa Anello (M57), ripresa dal telescopio spaziale Hubble, situata nella costellazione della Lira a una distanza di circa 2000 anni luce e con un diametro di circa un anno luce. Il debole puntino luminoso al centro una volta era una stella di massa più grande di quella del Sole, che al termine della sua vita ha espulso gli stati esterni nello spazio diventando una nana bianca, con dimensioni simili a quelle della Terra. Per un effetto di prospettiva, la nebulosa sembra avere la forma di un anello ellittico; in realtà ha la forma di un barile.

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