Coelum Astronomia 213 - 2017 - Page 197

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Con l’avvento della spettroscopia ad opera di Gustav Kirchoff, partì un decennio denso di scoperte nel campo dell’astrofisica, avendo nella classificazione spettrale elaborata dal canonico Angelo Secchi (vedi anche i suoi studi negli articoli dello speciale sulle Eclissi di Sole) uno dei punti chiave. L’astronomo inglese William Huggins – uno dei primi a intuire le potenzialità di questa nuova branca di studio, avendo tra l’altro l’opportunità di usufruire di uno dei primi spettroscopi per lo studio delle stelle – il 29 agosto 1864 riuscì a riprendere da un Osservatorio privato, sito nei sobborghi meridionali londinesi, il primo spettro di un oggetto all’apparenza assai simile alla nebulosa della Lira: quello di NGC 6543, la famosa nebulosa “Occhio di Gatto”, nella costellazione del Drago.

Ebbene, questo appariva drasticamente diverso dallo spettro solare o di altre stelle, poiché su uno sfondo oscuro, non colorato, facevano bella presenza due linee luminose di colore verde – a 495,9 e 500,7 nm, accompagnate da un’altra più debole a 436,3 nm – nessuna delle quali corrispondente ad alcun elemento allora noto

sulla Terra. Quando, qualche anno più tardi, l’elio

venne rilevato dapprima in alcune linee di emissione dello spettro solare e in seguito in laboratorio, fu lecito pensare che quelle particolari linee verdi potessero essere quindi prodotte da un nuovo elemento ancora sconosciuto ma presente in quelle nebulose e che Higgins stesso definì nebulium (forse su suggerimento della moglie, sua assistente). Ma si dovette attendere diversi anni per scoprire l’origine dell’emissione di quelle linee verdi. Fondamentale in questo fu l’intuizione di Henry Norris Russell, circa il fatto che le righe verdi potevano essere prodotte in ambienti a bassissima densità tali da non poter essere riproducibili in laboratorio.

Nel 1927 il fisico americano Ira Sprague Bowen, ricercando teoricamente quali elementi ionizzati

tra quelli noti potevano essere responsabili dell’emissione delle righe verdi scoperte da Higgins, riuscì a dimostrare che una transizione di livello dell’ossigeno doppiamente ionizzato (OIII) presentava esattamente il salto di energia corrispondente alla lunghezza d’onda delle righe

La spettroscopia e la scoperta dell’ossigeno OIII

Sopra. Una bella immagine della nebulosa NGC 6543 “Occhio di Gatto”. Crediti: NASA/HST.

Henry Norris Russell nel 1921.

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La struttura degli anelli esterni

Nel 1937, l'astronomo S.D.Tremaine aveva notato brandelli di un secondo anello, esterno a quello noto. Ad ogni modo, fino a pochi anni fa, le migliori immagini di M 57 riprese anche con i grandi telescopi professionali mostravano poco più del ben noto anello. L'evoluzione della tecnologia applicata ai sensori e all'elaborazione delle immagini digitali ha fornito nuove immagini davvero impressionanti: si possono vedere esattamente le strutture esterne all'anello principale, non solo quelle descritte da Tremaine ma altre ancora ancor più lontane. Anelli di gas quasi concentrici e sovrapposti in espansione, probabilmente formati a seguito di fenomeni espulsivi, veri sbuffi di materiale gassoso attuati dall'allora morente gigante rossa ancor prima di rilasciare il materiale che ha poi formato la struttura ad anello principale. Tale materiale esterno si intreccia a formare strutture così complicate di cui fino a pochi anni addietro era francamente difficile prevederne l'esistenza. Il gas in espansione, entrato a contatto con il mezzo interstellare e mosso lungo linee di forza del campo magnetico che circonda la nebulosa, ha creato infatti onde d'urto, filamenti e nodi nei quali la maggior densità rende tali “micro” strutture più luminose.