La Nebulosa del Granchio

La Nebulosa del Granchio

La Nebulosa del Granchio è un oggetto tra i più interessanti del cielo. La nebulosa, scoperta da John Bevis nel 1731, è un resto di supernova nella costellazione del Toro ed è catalogato come M1 nel celebre catalogo di Charles Messier.

La supernova SN 1054 ha generato la Nebulosa del Granchio

Questa nebulosa è ampia circa 6 anni luce ed è in espansione ad una velocità di 1.500 km/s. Grazie a osservazione che si sono succedute negli anni, è stato possibile estrapolare la data presunta in cui sarebbe avvenuta l’esplosione della supernova, stimata nel XI secolo.

In effetti, i cinesi registrarono nei loro annali astronomici l’apparizione di una stella così luminosa da poter essere visibile anche di giorno, superando anche la luminosità di Venere, il 4 luglio 1054. Oggi, questa supernova è catalogata come SN 1054, e rimase visibile per ben 23 giorni e 653 notti consecutivi. La supernova quasi sicuramente era di tipo II.

Cosa significa questo? Le supernovae di tipo II si originano quando stelle massicce, aventi una massa almeno nove volte superiore a quella del Sole, vanno incontro alle fasi finali della loro vita. Una volta esaurito il combustibile principale, ovvero l’idrogeno, queste stelle iniziando a fondere l’elio, formando elementi via via sempre più pesanti fino al ferro-56.

La Nebulosa del Granchio

A questo punto, la curva di energia si inverte, e la fissione diventa più conveniente della fusione nucleare, pertanto la stella non va oltre con la formazione di elementi più pesanti ma inizia ad accumulare il ferro-56 prodotto all’interno del nucleo. Quando quest’ultimo raggiunge la massa critica pari a 1,44 masse solari, nota come massa di Chandrasekhar, avviene l’esplosione finale. Gli strati più esterni vengono espulsi violentemente, disperdendo gli elementi chimici prodotti nelle ultime fase della vita della stelle e producendone di nuovi, attraverso un meccanismo di cattura neutronica. I neutroni, infatti, non avendo carica elettrica, possono penetrare più facilmente nei nuclei degli atomi rispetto ai protoni.

Cosa resta dopo l’esplosione di una supernova?

Dopo l’esplosione di una supernova di tipo II, al posto della stella rimane una pulsar. Le pulsar sono delle stelle di neutroni che ruotano velocemente su se stesse, emettendo radiazione in coni molto stretti. La metafora classica è quella del faro. Questi oggetti sono estremamente particolari: pensate alla massa del Sole confinata all’interno di una sfera di 20 km di diametro. La densità è elevatissima, e i neutroni sono così vicini l’uno all’altro che entrano in gioco anche effetti quantistici rilevanti, che però esulano dallo scopo di questo articolo.

Anche all’interno della Nebulosa del Granchio vi è una pulsar, catalogata come PSR B0531+21. Essa venne scoperta nel 1968 grazie al Radiotelescopio di Arecibo. La pulsar circa 30 volte al secondo emettendo nella banda dei raggi X 100 volte la radiazione che emette nel visibile. Da dove viene tutta questa energia? Essa proviene dall’energia cinetica rotazionale della pulsar, e questo implica che, emettendo radiazione, la pulsar nel corso degli anni rallenta molto lentamente il suo moto di rotazione.

La pulsar del Granchio è molto importante per la radioastronomia: avendo una  densità flusso in banda X costante ed essendo molto luminosa, è perfetta per calibrare i sensori in banda X. Inoltre, essa è una delle pochissime pulsar che possono essere osservate anche nello spettro del visibile.

Caratteristiche fisiche della Nebulosa del Granchio

La Nebulosa del Granchio è formata soprattutto da elio e idrogeno ionizzati, insieme a piccole percentuali di carbonio, neon, ossigeno, azoto, zolfo e ferro. La temperatura di questi gas è compresa da 11.000 e 18.000 K. La nebulosa avrebbe una massa stimata pari a circa 4,6 ± 1,8 masse solari, che unita alla massa della pulsar centrale darebbe un totale compreso tra 6 e 9 masse solari. Secondo una ricerca proposta nel 1953 da Iosif Sklovskij, la regione blu sarebbe generata dalla radiazione di sincrotrone, ovvero da elettroni costretti a muoversi a velocità relativistiche lungo traiettorie curve a causa del campo magnetico prodotto dalla pulsar. Tre anni dopo, la teoria è stata confermata.

La Nebulosa del Granchio

La Nebulosa del Granchio

Immagine della pulsar del Granchio ottenuta combinando i dati del telescopi spaziali Hubble e Chandra.

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