by Diego Barucco

  Lo strano caso di We 2-5
Agosto 2010
 
Quando si va a caccia di oggetti come le nebulose planetarie, ed in particolare, si va alla ricerca di quelle meno note, è possibile ritrovarsi in situazioni piuttosto complicate, dove dietro l’angolo possono nascondersi delle interessanti osservazioni. E’ il caso della nebulosa Weinberger 2-5 facente parte di un lotto di presunte nebulose planetarie pubblicate nel 1977 da Ronald Weinberger su Astronomy and Astrophysic, individuate nell’arco di dieci anni di ricerche. La We 2-5 è una nebulosa collocata nella costellazione di Cassiopea alle coordinate: AR: 01h42m 38.1s DEC:+60°10'06"; in catalogo la magnitudine non è indicata, sebbene sia stimabile un valore oltre la 17, mentre le dimensioni sono di 195” x 80”.

La ripresa da noi effettuata tra il 15 e il 16 agosto 2010. Per consultare i dati di ripresa vai alla scheda cliccando qui.

Tra le diverse riprese estive mi sono ritrovato a scegliere questa planetaria, una delle tante che popolano la striscia della Via Lattea tra il Cefeo e Cassiopea. Come ad ogni ripresa, terminato il puntamento successivo alla sincronizzazione con una stella vicina e provveduto alle prime esposizioni per la verifica del centraggio dell’oggetto, la planetaria con filtro Halpha e con 120 secondi di posa non era ancora visibile nel campo della CCD, per cui decisi di tentare con 300 secondi. Finalmente il debolissimo oggetto apparve quasi al centro del campo.
Date le condizioni di estrema debolezza, optai per un tempo di posa più lungo possibile. Tra le imprecisioni della Eq6 a 1200mm di focale, e la leggera deriva dovuta ai soliti problemi di flessioni, 600 secondi era il mio limite massimo.
La ripresa della prima notte purtroppo fallì, perchè dopo aver avviato la sequenza, trascorsi circa 30 minuti l’autoguida impazzì, perdendo la stella guida; la cosa peggiore è che avviata la sequenza ero rincasato in attesa che il telescopio facesse il proprio dovere, accorgendomi ore dopo del disastro!
La sera successiva, più accorto, ritentai e questa volta tutto andò liscio.
Già durante il secondo giorno, analizzando le poche immagini in Halpha e [OIII] registrate prima del tracollo del sistema di autoguida, mi ero accorto che qualcosa in questa nebulosa non andava. In particolare il fit dell’[OIII], anche se tirato al massimo non rivelava la ben che minima traccia della nebulosa, al contrario in Halpha, l’oggetto era abbastanza evidente. Pensai sul momento che era un problema principalmente legato alla scarsità del flusso [OIII] dovuta ad una condizione evolutiva molto avanzata (o molto precoce) della planetaria e che in una singola esposizione di soli 10 minuti non era possibile impressionare sul sensore il resto gassoso.
Tuttavia al termine delle riprese del secondo giorno, dopo aver integrato tutta la sequenza della nebulosa in particolare l’[OIII], della planetaria ancora nessuna traccia.

Confronto fra le due immagini risultanti in Halpha e [OIII]. Si vede chiaramente come in [OIII] non vi è traccia della nebulosa.

Ricomposta l’immagine così come qui presentata il mistero si infittisce. La mancanza di tracce nebulari in [OIII] poteva essere indice di una mancanza di registrazione dovuta ai limiti della strumentazione amatoriale, oppure, che la We 2-5 non era una planetaria ma una semplice regione HII, o un qualche altro tipo di oggetto?
Per nebulosa planetaria s’intende il resto gassoso espulso da una stella di massa compresa fra le 0,8 e le 8 masse solari, durante l’ultima fase evolutiva, e al di là delle svariate morfologie esistenti, tali oggetti sono caratterizzati da ben precise condizioni fisiche e chimiche, ricavabili soprattutto dalle indagini spettrali. In particolar modo, tali oggetti hanno al centro della struttura sempre un nucleo centrale caratterizzato da piccoli diametri e altissime temperature, tanto alte che nelle loro vicinanze eccitano il gas ionizzando ad alte energie elementi quali HeII e [OIII]. Quindi anche in situazioni in cui la nebulosa è molto antica ed evoluta, sono quasi sempre riscontrabili righe di emissioni relative all’ossigeno ionizzato due volte. In casi molto rari l’[OIII] non si manifesta ed in particolare in resti gassosi antichissimi, già di difficile interpretazione.
Il caso della We 2-5 è dunque piuttosto strano perché sebbene è ipotizzabile un età antica essa mantiene ancora una struttura simmetrica non influenzata in apparenza da interazioni con il mezzo interstellare.
Si prospetterebbe anche l’ipotesi di una nebulosa proto-planetaria emessa da una stella gigante di tipo Mira, con il problema non indifferente che le giganti rosse non hanno energia sufficiente per il gas lentamente perduto durante la loro fase. Sembrerebbe, dunque che al centro della We 2-5 manchi un astro in grado di fotoionizzare sufficientemente la struttura nebulare.
Valutando l’idea che tale nebulosa non sia strettamente correlabile ad una nebulosa planetaria si pone la difficoltà di spiegare il motivo della simmetria osservata, se così fosse, una delle poche correlazioni possibili sarebbe con i resti gassosi dovuti alle variabili di tipo cataclismico. I molti casi l’emissioni gassose derivate da questi fenomeni possono essere piuttosto eclatanti, tanto da generare nebulose costituite da alti livelli di simmetria.
Il modello di una variabile cataclismica prevede la presenza di un sistema binario molto stretto costituito da una gigante rossa e da un oggetto piccolo e compatto, tipicamente una nana bianca. La gigante rossa espandendosi, riempie il proprio lobo di Roche, trasferendo materia al compagno attorno al quale si forma un disco di accrescimento che successivamente produrrà un effetto esplosivo generando la Nova.
La cosa interessante è che spesso i resti gassosi emessi da questi fenomeni assumono morfologie fortemente bipolari, perché nel frattempo attorno al sistema e sul piano equatoriale si crea una specie di toroide o ciambella di materia che oppone resistenza all’effetto di espansione, il quale troverà una più facile via di fuga lungo i poli del sistema.
Nebulose di questo genere sono ad esempio i “Granchi del Sud”, curioso nome assegnato dai primi studiosi che se ne occuparono a causa delle particolari forme che le rendono simili ai granchi. Le nebulose He 2-104 e Bi Cru, sono i modelli di studio di riferimento di questa classe.

La He 2-104 in luce di [NII] ottenuta con l'HST. Fonte: Corradi et al. 2001

Al contrario delle nebulose planetarie questo genere di nebulose non ha al centro una sorgente in grado di ionizzare ad alto livello le specie quali l’ossigeno ionizzato due volte, per cui immagini ottenute in questa banda non mostrano nulla, così come è visibile nella figura che qui mostriamo della nebulosa che circonda la stella Bi Crucis.

Il resto gassoso bipolare attorno alla Bi Cru ripreso in [NII]. Notare l'invisibilità della nebulosa in [OIII].

La We 2-5 non manifesta in apparenza una morfologia bipolare, ma potrebbe avvicinarsi ad altra presunta planetaria strettamente correlata ai “granchi del sud”, la Abell 14, un oggetto interessantissimo mai studiato, il cui resto nebulare non manifesta in apparenza flussi di [OIII].

La enigmatica Abell 14 che rivela un'interessante somiglianza con i "granchi del sud" oltre che a condividerne il basso livello di ionizzazione nebulare.

La chiave di volta di tutto il ragionamento è dunque il nucleo centrale. Dall’immagine ripresa, l’unica stella prossima al centro di simmetria della struttura mostra una maggiore brillantezza nella ripresa in Halpha che in [OIII], quindi il presunto progenitore potrebbe essere un astro freddo e quindi avvicinarsi all’idea che la We 2-5 sia associabile alla classe dei granchi del sud.

Il fatto che le planetarie di Weinberger non siano state tutte sottoposte ad un attenta verifica non sorprende. Solo nel 1998 lo studioso S. Kimeswenger pubblica il suo resoconto sulla We 1-12 svelando la natura di semplice regione HII associata ad una stella di tipo B.
La questione rimane apertissima ci auguriamo che questa segnalazione possa incuriosire i tanti astrofili che si dilettano di astrofotografia. In particolare sarebbero necessarie riprese a banda molto stretta sia in Halpha che in [OIII] con tempi di esposizione molto lunghi in modo da rivelare altre strutture gassose esterne. Inoltre sarebbe opportuno un approfondimento fotometrico e fisico sulla stella centrale candidata alfine di studiarne le caratteristiche e aiutare a comprendere la vera natura di questo oggetto.

Diego Barucco



Bibliografia


The southern crab from a new perspective - Corradi, Romano L. M.; Livio, Mario; Balick, Bruce; Munari, Ulisse; Schwarz, Hugo E. - The Astrophysical Journal, Volume 553, Issue 1, pp. 211-218. - 2001

BI Crucis - A post-PN nebula? - Schwarz, H. E. & Corradi, R. L. M. - Astronomy and Astrophysics (ISSN 0004-6361), vol. 265, no. 2, p. L37-L40.

Bipolar nebulae and binary stars - The family of crabs He 2-104, BI Crucis, and MyCn 18 - Corradi, Romano L. M.; Schwarz, Hugo E. - Astronomy and Astrophysics (ISSN 0004-6361), vol. 268, no. 2, p. 714-725. - 1993

He 2-104 - A link between symbiotic stars and planetary nebulae? - Lutz, Julie H.; Kaler, James B.; Shaw, Richard A.; Schwarz, Hugo E.; Aspin, Colin - Astronomical Society of the Pacific, Publications (ISSN 0004-6280), vol. 101, Nov. 1989, p. 966-977.

He 2-104 - A symbiotic proto-planetary nebula? - Schwarz, Hugo E.; Aspin, Colin; Lutz, Julie H. - Astrophysical Journal, Part 2 - Letters (ISSN 0004-637X), vol. 344, Sept. 1, 1989, p. L29-L31.

On the nature of the Galactic nebula We 1-12
- Kimeswenger, S. - Royal Astronomical Society, Monthly Notices, vol. 294, p. 312 - 1998

A list of possible, probable, and true planetary nebulae detected since 1966 - Weinberger, R. - Astronomy and Astrophysics Supplement Series, vol. 30, Dec. 1977, p. 335-341



Ultimo aggiornamento: Sabato, Agosto 28, 2010 0:25 AM

 

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