La scoperta di una barra di ferro nella Nebulosa Anello riscrive i modelli di evoluzione stellare

Gli astronomi impegnati nello studio della Nebulosa Anello, celebre formazione nota come Messier 57 (M57) e situata a circa 2300 anni luce di distanza nella costellazione della Lira, hanno individuato una struttura interna che mette seriamente in discussione gli attuali modelli sulle fasi conclusive della vita stellare. I ricercatori hanno confermato la presenza di un'anomala "barra" gassosa, composta esclusivamente da ferro altamente ionizzato, che attraversa trasversalmente il nucleo ellittico della nebulosa. Questa scoperta, i cui dettagli sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, evidenzia un'architettura interna dei resti stellari molto più stratificata e complessa di quanto la comunità scientifica avesse ipotizzato finora.

La Nebulosa Anello, catalogata per la prima volta dall'astronomo Charles Messier nel 1779, consiste in un involucro di gas in espansione espulso da una stella di piccola massa durante l'ultimo stadio della sua evoluzione, un processo che coinvolgerà anche il nostro sistema solare tra miliardi di anni. Per riuscire a identificare questa caratteristica precedentemente invisibile, il team di ricerca ha impiegato lo strumento WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer) installato sul telescopio William Herschel (WHT) da 4,2 metri situato sull'isola di La Palma, in Spagna. La modalità Large Integral Field Unit (LIFU) di questo spettrografo ha permesso di catturare simultaneamente gli spettri dell'intera superficie della nebulosa, rendendo possibile il rilevamento del debole segnale del ferro che era sfuggito a decenni di osservazioni astronomiche.

Il gruppo di ricerca internazionale, coordinato dall'astronomo Roger Wesson dell'University College London (UCL), ha stabilito che l'estensione di questa barra di ferro è pari a circa 500 volte il diametro dell'orbita di Plutone all'afelio, mentre la massa totale del ferro in essa contenuto è paragonabile a quella del pianeta Marte. Lo strumento WEAVE, che ha dato il via alle sue rilevazioni scientifiche in modalità LIFU nell'ottobre 2023, rappresenta un pilastro fondamentale del programma di ammodernamento del WHT, gestito dall'Isaac Newton Group. La struttura ferrosa è localizzata all'interno dello strato ellittico più profondo della nebulosa, un dato che è stato ulteriormente validato confrontando le mappe delle emissioni di ferro con le immagini ad alta risoluzione ottenute dal Telescopio Spaziale James Webb.

Dalle analisi è emerso che la formazione di ferro coincide con alcune regioni oscure, particolarmente ricche di polvere e idrogeno; ciò suggerisce che la progressiva distruzione dei granelli di polvere possa aver rilasciato atomi di ferro precedentemente intrappolati. La morfologia lineare di questa banda risulta del tutto atipica per un'esplosione stellare, che teoricamente dovrebbe manifestare una simmetria quasi sferica. Inoltre, secondo i modelli evolutivi vigenti, la stella originaria non possedeva una massa sufficiente per generare una quantità così rilevante di ferro, elemento che solitamente si produce nei nuclei di stelle massicce destinate a esplodere come supernove. Le condizioni estreme necessarie per ionizzare il ferro a un livello così elevato restano al centro di un acceso dibattito scientifico, dato che altri elementi chimici non sembrano formare strutture analoghe.

Una delle ipotesi più affascinanti prese in considerazione dal team, di cui fa parte anche la professoressa Janet Drew dell'UCL, ipotizza che questa barra possa rappresentare il residuo di un pianeta roccioso letteralmente polverizzato dalla stella morente durante la sua fase di gigante rossa. Se tale congettura trovasse conferma, fornirebbe dati senza precedenti sul destino finale dei sistemi planetari che orbitano attorno a stelle giunte al termine del loro ciclo vitale. In generale, le nebulose planetarie rivestono un ruolo essenziale nell'evoluzione chimica delle galassie, poiché arricchiscono il mezzo interstellare con elementi pesanti. Gli autori della ricerca intendono ora procedere con osservazioni successive a risoluzione spettrale ancora più elevata per definire con certezza l'origine di questa anomalia. La conferma dell'esistenza di una barra di ferro massiccia e altamente ionizzata impone nuovi e rigorosi vincoli alle simulazioni digitali dei processi di morte stellare.