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Le nebulose

 
Il mezzo interstellare è l'insieme dei materiali che si trovano tra le stelle all'interno di una galassia ed è composto per il 99% da gas (del quale principalmente idrogeno) e per il restante 1% da polveri.
 

IL MEZZO INTERSTELLARE

Distribuzione dell'idrogeno ionizzato nella galassiaIl Catalogo di Messier prevede dodici nebulose. Per parlare di nebulose, tuttavia, occorre dapprima inquadrarle in un ambito più generale, e per questo anziché iniziare a parlare di nebulose iniziamo con il mezzo interstellare
Quando alziamo gli occhi al cielo ci è immediato guardare le stelle, la Luna, i pianeti che passano anche se magari non sappiamo riconoscerli. Quando ci dice bene possiamo vedere qualche meteora, mentre se possediamo una strumentazione anche piccola riusciamo a vedere comete, asteroidi e satelliti artificiali. Se siamo fortunati e viviamo in una zona dove l'inquinamento luminoso non è catastrofico, possiamo vedere anche la galassia di Andromeda da unire all’ammasso aperto delle Pleiadi tra gli oggetti del Catalogo di Messier osservabili ad occhio nudo.
Tra noi ed i punti luminosi che vediamo in cielo non sembra esserci nulla, se non l'atmosfera terrestre che fa scintillare le stelle. Ma se questi punti luminosi si sono formati, da qualche parte devono aver tratto il materiale. Se vediamo delle case, sappiamo che, affinché queste possano esistere, da qualche parte devono per forza esistere produttori di mattoni.
Questo ragionamento ha fatto nascere il dubbio: qualcosa deve esistere tra noi e le stelle, qualcosa che c'è ma che non possiamo vedere se non indirettamente.
E quel qualcosa è lo stesso elemento che - senza che noi possiamo accorgercene - a volte diminuisce la brillantezza di una stella facendoci pensare che sia più lontana di quanto invece non lo sia in realtà, oppure ce ne blocca totalmente la luce. Quel qualcosa viene chiamato mezzo interstellare. 
 
Il mezzo interstellare è l'insieme dei materiali che si trovano tra le stelle all'interno di una galassia ed è composto per il 99% da gas (del quale principalmente idrogeno) e per il restante 1% da polveri. Il 90% del materiale è rappresentato da idrogeno, il resto da elio con tracce di elementi più pesanti, chiamati metalli.
 
La polvere non è quella che comunemente intendiamo a terra, ma è data da elementi come carbonio, silicio ed i loro legami. Si presume che le polveri siano formate a partire dalle giganti rosse che, sul finire della loro vita, iniziano ad espellere gli strati più esterni. Gli strati di gas più esterni, nelle zone fredde, danno luogo a minutissime particelle di materiale solido. La composizione dipende dalla zona di universo, ma in generale si stima che le polveri siamo formate da grafite e silicati vari, e che occupino l'1% della materia interstellare.
Il mezzo interstellare non occupa lo spazio in maniera uniforme: ci sono regioni in cui è più denso ed altre nelle quali è quasi o totalmente assente. Allo stesso modo, esistono aree di mezzo interstellare che sono calde ed altre che sono più fredde. Questi due parametri sono proprio quelli che consentono di identificare il mezzo interstellare: temperatura e densità.

DENSITA' E TEMPERATURA

La densità del mezzo interstellare indica il numero di particelle per unità di volume (metro cubo) e prende in esame idrogeno (90%), atomi neutri (calcio, potassio, sodio) ioni (ferro, titanio) e alcune molecole composte. Tuttavia, la maggior parte delle particelle del mezzo interstellare è data, come detto, dall’idrogeno, quindi spesso si approssima il tutto dicendo che la densità del mezzo interstellare è data dal numero di atomi di idrogeno per metro cubo, e viene indicata con NH.
 
Relazione tra densità e caloreIl diagramma pone in relazione la densità sull’asse verticale e la temperatura sull’asse orizzontale.
Generalmente la densità del mezzo interstellare è molto bassa, nell'ordine di atomi da 1 a 100 in un centimetro cubo, il che comunque è sempre un milione di volte più denso rispetto alla materia intergalattica, che è il materiale presente tra le galassie e che quindi viene detto mezzo intergalattico. 
Il range è comunque molto ampio, passando da un centinaio di particelle per metro cubo a circa 10 con 17 zeri particelle per metro cubo. Allo stesso modo, le temperature possono andare da 10 Kelvin a pochi milioni di K. In base ai diversi incroci di temperatura e densità rintracciabili dal grafico, è stato assegnato un nome alle differenti tipologie di regione passando dalle regioni circumstellari interne, fredde e densissime (poste in alto a sinistra), al mezzo internebulare caldissimo ai resti di supernova, passando per le regioni HII, le nebulose diffuse e le nebulose planetarie.
Solitamente, in termini di temperatura, il mezzo interstellare si suddivide in tre categorie: caldo se la temperatura raggiunge milioni di gradi, temperato se la temperatura raggiunge migliaia di gradi, freddo se la temperatura raggiunge poche decine di gradi Kelvin.
L’intercloud medium (mezzo internebulare),  caldo o torrido e consistente principalmente di idrogeno ionizzato, attualmente rappresenta la componente maggiore del mezzo interstellare e tutte le altre regioni sono localizzate al suo interno. Fortunatamente per gli amanti del cielo, questa regione più grande non oscura la visuale dello spazio ed è attraversato facilmente dalla nostra vista. Si dice che è trasparente, visto che lascia passare la luce dei corpi celesti retrostanti. In generale, il ruolo che il mezzo interstellare gioca sull’osservazione è riassumibile come:
  1. ESTINZIONE: la luce della stella viene assorbita dai grani, che si riscaldano, oppure deviata dalla nostra vista. In tal caso la zona di cielo ci appare priva di stelle soltanto perché il banco di mezzo interstellare più denso si interpone tra le stelle stesse e noi;
  2. ARROSSAMENTO: la luce che maggiormente viene sottoposta ad estinzione è quella blu/ultravioletto, che ha una lunghezza d’onda minore, quindi le polveri possono lasciar passare soltanto le lunghezze d’onda maggiori, corrispondenti alla luce più rossa. E' lo stesso processo per il quale il cielo è blu ed il tramonto è rosso sulla Terra.

Relazione tra ciclo stellare e mezzo interstellare

 
Le altre regioni del diagramma possono essere suddivise in due gruppi:
  • le regioni che portano alla formazione stellare, chiamate nebulose dense, nebulose diffuse (le uniche tra queste che lasciano passare la luce) e regioni HII;
  • le regioni che hanno a che fare con la morte delle stelle, come le nebulose planetarie, i resti di supernova ed i gas circumstellari.
In pratica, il ciclo di vita stellare segue il detto “polvere siamo e polvere torneremo”: da un addensamento di mezzo interstellare prendono vita le stelle tramite collasso gravitazionale di gas e polveri, che poi vengono restituite al mezzo interstellare stesso nelle ultime fasi della vita della stella, tramite espulsione degli strati più esterni nel caso più tranquillo e tramite esplosioni di supernovae nel caso più violento.
L’addensamento di mezzo interstellare dà vita a zone di cielo in cui polveri e gas sono più compatti: le nebulose.
 
Una nebulosa è definita come una nube di gas e/o polveri interstellare, più densa della media, che si presenta sottoforma di macchie offuscate nel cielo notturno

Una mappa per il gas

Credit: University of Western AustraliaUn team australiano ha rilasciato la più accurata mappa di nubi di gas ad alta velocità mai ottenuta, coprendo l'intero cielo e mostrando la presenza di particolari nubi con velocità diverse da quelle "normali" della Via Lattea (University of Western Australia, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Dicembre 2017). Almeno il 13% del cielo è coperto da nubi ad alta velocità, nubi di gas che si muovono a centinaia di chilometri al secondo e che rappresentano oggetti nettamente separati gli uni dagli altri. 
Il gas viene mostrato in un dettaglio spettacolare, rivelando filamenti prima mai osservati e addensamenti.
I dati sono della HI4PI survey, che combina le osservazioni del Parkes Observatory e quelle dell'Effelsberg Radio Telescope. Le origini di queste nubi sono un mistero ma potrebbe trattarsi di gas in caduta verso la Via Lattea. 

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