Come si misura la distanza delle nebulose planetarie

Le nebulose planetarie, gusci di gas espulsi da stelle morenti, sono tra gli oggetti piu' belli del cielo. Misurarne la distanza, pero', e' una delle sfide classiche dell'astrofisica, e il motivo per cui molte loro proprieta' restano incerte.

Cosa sono le nebulose planetarie

Nonostante il nome, non hanno nulla a che fare con i pianeti: il termine deriva dal loro aspetto tondeggiante e verdastro nei primi telescopi, che ricordava un disco planetario. Sono in realta' gli strati esterni di stelle simili al Sole, espulsi dolcemente al termine della loro vita e illuminati - resi fluorescenti - dal nucleo caldissimo rimasto al centro, destinato a diventare una nana bianca.

Perche' la distanza e' difficile

Le nebulose planetarie variano enormemente per dimensioni reali, luminosita' e stadio evolutivo, quindi non si puo' dedurre la distanza dal solo aspetto: due nebulose che appaiono simili possono trovarsi a distanze molto diverse. Mancando un riferimento di luminosita' assoluta affidabile e universale, servono metodi indiretti, ognuno con i suoi limiti e le sue ipotesi.

I metodi principali

Per gli oggetti piu' vicini si usa la parallasse, la piccola oscillazione apparente della stella centrale dovuta al moto della Terra attorno al Sole. Per altri si misura l'espansione del guscio: confrontando la velocita' con cui il gas si allarga nel cielo (misurabile su molti anni) con la velocita' di espansione lungo la linea di vista (dallo spettro), si ricava la distanza. Esistono inoltre relazioni statistiche tra proprieta' osservabili, utili su grandi campioni ma imprecise sul singolo oggetto.

Il salto delle missioni astrometriche

Le moderne missioni di astrometria spaziale hanno migliorato enormemente le misure di parallasse delle stelle centrali, riducendo le incertezze che per decenni hanno reso ballerine le stime. Resta comunque uno dei parametri piu' delicati nello studio di questi oggetti.

Un campo in evoluzione

La distanza condiziona tutto: dimensioni reali, massa del gas espulso, eta' della nebulosa. Migliorarne la misura significa capire meglio come muoiono le stelle come il Sole, un tema legato alla piu' ampia scala delle distanze cosmiche e alla storia delle misure astronomiche.

Osservarle al telescopio

Al di la' della loro distanza incerta, le nebulose planetarie sono tra gli oggetti piu' gratificanti per l'osservatore. Le piu' luminose - la Nebulosa Anello nella Lira, la Dumbbell nella Volpetta, l'Eschimese nei Gemelli - mostrano gia' con un telescopio di medio diametro la caratteristica forma ad anello o a disco, spesso con una tinta verde-azzurra dovuta all'emissione dell'ossigeno ionizzato. Un filtro interferenziale, che lascia passare solo le righe di emissione della nebulosa bloccando il resto, ne esalta enormemente il contrasto, staccandole dal fondo cielo. Scovare la debole stella centrale, la nana bianca che illumina il guscio, e' una sfida per gli strumenti maggiori e i cieli bui. Sono oggetti che uniscono la bellezza visiva alla profondita' scientifica, ricordando che ogni nebulosa planetaria e' il futuro che attende anche il nostro Sole.

Il destino del Sole

Studiare le nebulose planetarie significa anche guardare al futuro del nostro Sole. Tra alcuni miliardi di anni, esaurito l'idrogeno nel nucleo, il Sole si gonfiera' in una gigante rossa, poi espellera' dolcemente i suoi strati esterni nello spazio, illuminandoli con il nucleo caldo rimasto: diventera', per qualche decina di migliaia di anni, una nebulosa planetaria, prima di spegnersi lentamente come nana bianca. Le nebulose che osserviamo oggi sono dunque istantanee di un processo che attende stelle come la nostra, colte in stadi diversi della loro breve fioritura finale. Le loro forme straordinariamente varie - anelli, clessidre, farfalle, gusci concentrici - dipendono dalla rotazione della stella, da eventuali compagne e dai campi magnetici, e sono ancora oggetto di studio. Misurarne con precisione la distanza, il problema da cui siamo partiti, e' la chiave per stimare quanta materia una stella restituisce allo spazio interstellare, materia arricchita di elementi pesanti che andra' a formare nuove stelle e pianeti. In questo senso le nebulose planetarie chiudono e riaprono il ciclo della materia nella Galassia, e ci ricordano che anche la fine di una stella e' un inizio.

Domande frequenti