Il telescopio MOTHRA e il primo sguardo diretto al riciclo cosmico

Anche con solo 172 delle 1.140 lenti previste installate, MOTHRA ha rilevato 22 deboli archi d'urto nell'alone esterno della nebulosa. Queste onde d'urto a forma di arco si formano dove densi grumi di gas espulsi dalla stella morente si scontrano con il materiale interstellare circostante a velocità supersoniche . Il team, guidato dall'astronomo di Yale Pieter van Dokkum, ha subito capito di aver osservato qualcosa di mai visto prima .

«Abbiamo visto quell'immagine e ci siamo detti: 'Questa è una novità. È qualcosa che non abbiamo mai visto prima'», ha raccontato van Dokkum al New York Times .

Cosa rivelano gli archi d'urto

Gli archi d'urto non sono distribuiti uniformemente intorno alla nebulosa. Diventano progressivamente più piccoli, più sfocati e più frammentati man mano che la distanza dalla nana bianca centrale aumenta. Vicino alla stella appaiono grandi, sottili e nettamente definiti; più lontano si dissolvono in striature indistinte .

I ricercatori interpretano questa progressione come una sequenza a 'time-lapse' visiva e diretta del processo di riciclo cosmico: i grumi di materiale stellare espulso vengono costantemente erosi e smembrati mentre viaggiano verso l'esterno. L'osservazione colma un vuoto di lunga data nella comprensione degli astronomi su come i resti di una stella passino da detriti riconoscibili a gas galattico diffuso .

I ricercatori hanno calcolato che un singolo frammento rimane coerente per soli 10.000 anni circa una volta esposto al gas interstellare circostante. Dopo di che, la sua materia viene in gran parte distrutta e fusa nello spazio . Gli archi d'urto si estendono su un range radiale di circa 0,4-1,4 parsec (1,3-4,6 anni luce) dalla nana bianca centrale .

La velocità di espansione dei frammenti, di 35-45 chilometri al secondo, implica un'età dinamica di 20.000-30.000 anni a circa 1 parsec dal centro, il che significa che alcuni grumi sono stati espulsi ben prima che la nebulosa planetaria stessa si formasse, circa 12.000 anni fa .

Il riciclo cosmico in azione

Questo processo è il modo in cui gli elementi forgiati nel profondo delle stelle — tra cui carbonio, azoto e ossigeno, che alla fine formano pianeti e vita — vengono restituiti alla galassia . Gli astronomi avevano già osservato la materia lasciare le stelle morenti e ne avevano rilevato la presenza finale in nubi di nuova formazione stellare, ma il passaggio intermedio — la separazione fisica e la miscelazione — non era mai stato ripreso prima .

«Per la prima volta, possiamo vedere l'esatto momento in cui la materia espulsa dalle stelle morenti si mescola con il gas interstellare», ha dichiarato van Dokkum a Scientific American . La scoperta fornisce quindi una rara misurazione diretta della scala temporale per la disgregazione e l'incorporazione dei frammenti di materiale stellare espulso nel mezzo interstellare .

La Nebulosa Elica, situata a circa 650 anni luce dalla Terra nella costellazione dell'Acquario, è una nebulosa planetaria — lo stadio finale di una stella molto simile al nostro Sole . Tra circa 5 miliardi di anni, il Sole esaurirà la sua scorta di idrogeno, si gonfierà diventando una gigante rossa, perderà i suoi strati esterni e lascerà dietro di sé una nana bianca circondata da una nebulosa simile e luminosa . L'erosione e il riciclo ora osservati nella Nebulosa Elica offrono un'anteprima diretta del lontano aldilà del Sole .

Un nuovo telescopio con un primo risultato inaspettato

Il telescopio MOTHRA è progettato per fondere le immagini provenienti da centinaia di obiettivi tele fotografici di alta qualità disponibili in commercio in un unico occhio composto, permettendogli di rilevare strutture estremamente deboli e diffuse, invisibili alla maggior parte degli osservatori . Una volta completato, avrà 1.140 lenti, rendendo questa scoperta precoce con solo il 15% della sua capacità finale una dimostrazione sorprendente del suo potenziale .