Una coppia fluttuante di anelli quasi simmetrici di polvere e gas segna l’agonia di un’antica stella gigante rossa, come catturato da Gemini South, metà dell’International Gemini Observatory, gestito dal NOIRLab della NSF. La struttura risultante è una nebulosa bipolare a riflessione raramente osservata. Le evidenze suggeriscono che questo oggetto si sia formato dalle interazioni tra la gigante rossa morente e una stella compagna ormai distrutta.
La nebulosa IC 2220, soprannominata Nebulosa Toby Jug per la sua somiglianza con un antico recipiente per bere inglese, è una rara scoperta astronomica. Questa nebulosa a riflessione, situata a circa 1200 anni luce di distanza in direzione della costellazione Carena, è una nube di gas e polvere a due lobi, o bipolare, creata e illuminata dalla stella gigante rossa al suo centro. Questa fase di fine vita delle stelle giganti rosse è relativamente breve e le strutture celesti che si formano intorno a loro sono rare, rendendo la Nebulosa Toby Jug un eccellente caso di studio sull’evoluzione stellare.
Questa immagine, catturata dal telescopio Gemini South, mostra la magnifica struttura a doppio anello quasi simmetrica della Nebulosa Toby Jug e il luminoso cuore stellare. Queste caratteristiche sono uniche per le giganti rosse che passano da vecchie stelle a nebulose planetarie e quindi offrono agli astronomi preziose informazioni sull’evoluzione delle stelle di massa da piccola a intermedia che si avvicinano alla fine della loro vita, nonché sulle strutture cosmiche che formano.
Al centro della Nebulosa Toby Jug c’è la sua progenitrice, la stella gigante rossa HR3126. Le giganti rosse si formano quando una stella brucia la sua riserva di idrogeno nel suo nucleo. Senza la forza esterna della fusione, la stella inizia a contrarsi. Ciò aumenta la temperatura interna e fa gonfiare la stella fino a 400 volte la sua dimensione originale. Sebbene HR3126 sia considerevolmente più giovane del nostro Sole – appena 50 milioni di anni rispetto ai 4,6 miliardi di anni del Sole – è cinque volte più grande. Ciò ha permesso alla stella di bruciare la sua riserva di idrogeno e diventare una gigante rossa molto più velocemente del Sole.
Quando HR 3126 si è gonfiata, la sua atmosfera si è espansa e ha iniziato a liberarsi dei suoi strati esterni. Il materiale stellare espulso è defluito nell’area circostante, formando una magnifica struttura di gas e polvere che riflette la luce della stella centrale. Studi dettagliati della Nebulosa Toby Jug in luce infrarossa hanno rivelato che il biossido di silicio è il composto più probabile a riflettere la luce di HR3126.
Gli astronomi teorizzano che strutture bipolari simili a quelle osservate nella Nebulosa Toby Jug siano il risultato di interazioni tra la gigante rossa centrale e una stella compagna binaria. Precedenti osservazioni, tuttavia, non hanno trovato tale compagna per HR3126. Invece, gli astronomi hanno osservato un disco di materiale estremamente compatto attorno alla stella centrale. Questa scoperta suggerisce che un’ex compagna binaria sia stata probabilmente distrutta nel disco, il che potrebbe aver innescato la formazione della nebulosa circostante.
Tra circa cinque miliardi di anni, quando il nostro Sole avrà esaurito la sua riserva di idrogeno, anch’esso diventerà una gigante rossa e alla fine si evolverà in una nebulosa planetaria. In un futuro molto lontano, tutto ciò che rimarrà del nostro Sistema Solare sarà una nebulosa vibrante come la Nebulosa Toby Jug con il Sole che si raffredda lentamente al centro.
