ESO / IDA / Danish 1,5 m / R.Gendler, J-E. Ovaldsen, C. Thöne e C. Feron. / Wikimedia Commons / CC BY 4.0
Quando gli astronomi vogliono vedere tutte le fasi della nascita e della morte delle stelle nella galassia della Via Lattea, spesso rivolgono lo sguardo alla potente Nebulosa Carina, nel cuore della costellazione di Carina. Viene spesso definita Nebulosa Keyhole per via della sua regione centrale a forma di buco della serratura. Secondo tutti gli standard, questa nebulosa a emissione (cosiddetta perché emette luce) è una delle più grandi che si possano osservare dalla Terra, facendo sminuire il Nebulosa di Orione nella costellazione di Orione. Questa vasta regione di gas molecolare non è ben nota agli osservatori nell'emisfero settentrionale poiché è un oggetto dei cieli meridionali. Si trova sullo sfondo della nostra galassia e sembra quasi fondersi con quella banda di luce che si estende attraverso il cielo.
Dalla sua scoperta, questa gigantesca nuvola di gas e polvere ha affascinato gli astronomi. Fornisce loro una posizione unica per studiare i processi che formano, modellano e alla fine distruggono le stelle nella nostra galassia.
La nebulosa Carina fa parte del braccio Carina-Sagittario della Via Lattea. La nostra galassia ha la forma di una spirale, con una serie di bracci a spirale attorno ad un nucleo centrale. Ogni set di armi ha un nome specifico.
La distanza dalla Nebulosa Carina è da qualche parte tra 6.000 e 10.000 anni luce da noi. È molto esteso, si estende su circa 230 anni luce di spazio ed è un luogo piuttosto affollato. All'interno dei suoi confini ci sono nuvole scure dove si stanno formando stelle neonate, ammassi di giovani stelle calde, vecchie stelle morenti e i resti di colossi stellari che sono già esplosi come supernovae. Il suo oggetto più famoso è la stella variabile blu luminosa Eta Carinae.
La Nebulosa Carina fu scoperta dall'astronomo Nicolas Louis de Lacaille nel 1752. L'ha osservato per la prima volta dal Sudafrica. Da quel momento, la nebulosa espansiva è stata studiata intensamente sia da telescopi terrestri che spaziali. Le sue regioni di nascita e morte delle stelle sono obiettivi allettanti per il Telescopio spaziale Hubble, lo Spitzer Space Telescope, l'Osservatorio dei raggi X di Chandra e molti altri.
Il processo di nascita delle stelle nella Nebulosa Carina segue lo stesso percorso che fa in altre nuvole di gas e polvere in tutto l'universo. L'ingrediente principale della nebulosa - l'idrogeno gassoso - costituisce la maggior parte delle nuvole molecolari fredde nella regione. L'idrogeno è il principale blocco di stelle ed è nato nel Big Bang circa 13,7 miliardi di anni fa. Infilate in tutta la nebulosa sono nuvole di polvere e altri gas, come ossigeno e zolfo.
La nebulosa è costellata di fredde nuvole scure di gas e polvere chiamate globuli di Bok. Prendono il nome dal Dr. Bart Bok, l'astronomo che per primo ha capito cosa fossero. Questi sono i luoghi dove avvengono i primi movimenti della nascita delle stelle, nascosti alla vista. Questa immagine mostra tre di queste isole di gas e polvere nel cuore della Nebulosa Carina. Il processo di nascita delle stelle inizia all'interno di queste nuvole come gravità tira il materiale al centro. Man mano che più gas e polvere si accumulano insieme, le temperature aumentano e nasce un giovane oggetto stellare (YSO). Dopo decine di migliaia di anni, il protostar al centro è abbastanza caldo da iniziare a fondere idrogeno nel suo nucleo e inizia a brillare. Le radiazioni della stella appena nata divorano la nuvola di nascita, alla fine la distruggono completamente. La luce ultravioletta delle stelle vicine scolpisce anche i vivai delle stelle. Il processo si chiama fotodissociazione ed è un sottoprodotto della nascita delle stelle.
A seconda della quantità di massa presente nella nuvola, le stelle nate al suo interno possono essere attorno alla massa del Sole - o molto, molto più grandi. La Nebulosa Carina ha molte stelle enormi, che bruciano molto calde e luminose e vivono una vita breve di alcuni milioni di anni. Stelle come il Sole, che è più una nana gialla, possono vivere per miliardi di anni. La Nebulosa Carina ha un mix di stelle, tutti nati in lotti e sparsi nello spazio.
Mentre le stelle scolpiscono le nuvole di nascita di gas e polvere, creano forme incredibilmente belle. Nella Nebulosa della Carena, ci sono diverse regioni che sono state scavate dall'azione delle radiazioni delle stelle vicine.
Uno di questi è Mystic Mountain, un pilastro di materiale a forma di stella che si estende su tre anni luce di spazio. Diverse "cime" nella montagna contengono stelle di nuova formazione che si stanno mangiando, mentre le stelle vicine modellano l'esterno. In cima ad alcune delle vette ci sono getti di materiale che scorrono lontano dalle stelle nascoste all'interno. Tra qualche migliaio di anni, questa regione ospiterà un piccolo ammasso aperto di giovani stelle calde all'interno dei più grandi confini della Nebulosa Carina. Ci sono molti ammassi stellari (associazioni di stelle) nella nebulosa, che fornisce agli astronomi informazioni sui modi in cui le stelle si formano insieme nella galassia.
Il massiccio ammasso stellare chiamato Trumpler 14 è uno dei più grandi ammassi della Nebulosa Carina. Contiene alcune delle stelle più imponenti e più calde della Via Lattea. Trumpler 14 è un ammasso stellare aperto che racchiude un numero enorme di giovani stelle calde e luminose racchiuse in una regione di circa sei anni luce. Fa parte di un più ampio gruppo di giovani stelle calde chiamato l'associazione stellare Carina OB1. Un'associazione OB è una raccolta di 10-10 stelle calde, giovani e massicce che sono ancora raggruppate dopo la loro nascita.
L'associazione Carina OB1 contiene sette gruppi di stelle, tutti nati nello stesso periodo. Ha anche una stella enorme e molto piccante chiamata HD 93129Aa. Gli astronomi stimano che sia 2,5 milioni di volte più luminoso di il Sole ed è una delle più giovani tra le massicce stelle del gruppo. Trumpler 14 stesso ha solo circa mezzo milione di anni. Al contrario, l'ammasso stellare delle Pleiadi in Toro ha circa 115 milioni di anni. Le giovani stelle del gruppo Trumpler 14 inviano venti furiosamente forti attraverso la nebulosa, che aiuta anche a scolpire le nuvole di gas e polvere.
Come le stelle di Trumpler 14 anni, stanno consumando il loro combustibile nucleare a un ritmo prodigioso. Quando il loro idrogeno si esaurisce, inizieranno a consumare elio nei loro nuclei. Alla fine, esauriranno il carburante e collasseranno su se stessi. Alla fine, questi enormi mostri stellari esploderanno in enormi esplosioni catastrofiche chiamate "esplosioni di supernova"Le onde d'urto di quelle esplosioni invieranno i loro elementi nello spazio. Quel materiale arricchirà le future generazioni di stelle che si formeranno nella Nebulosa Carina.
È interessante notare che, sebbene molte stelle si siano già formate all'interno dell'ammasso aperto di Trumpler 14, rimangono ancora alcune nuvole di gas e polvere. Uno di questi è il globulo nero al centro a sinistra. Potrebbe benissimo nutrire qualche stella in più che alla fine divorerà il loro asilo nido e risplenderà in poche centinaia di migliaia di anni.
Non lontano da Trumpler 14 si trova il massiccio ammasso stellare chiamato Trumpler 16, anch'esso parte dell'associazione Carina OB1. Come la sua controparte della porta accanto, questo ammasso aperto è pieno zeppo di stelle che vivono veloci e moriranno giovani. Una di quelle stelle è la variabile blu luminosa chiamata Eta Carinae.
Questa enorme stella (una delle a coppia binaria) ha subito sconvolgimenti come preludio alla sua morte in una massiccia esplosione di supernova chiamata ipernova, qualche volta nei prossimi 100.000 anni. Negli anni '40 del XIX secolo si illuminò per diventare la seconda stella più luminosa del cielo. Poi si attenuò per quasi cento anni prima di iniziare un lento illuminarsi negli anni '40. Anche adesso, è una stella potente. Irradia cinque milioni di volte più energia del Sole, anche mentre si prepara alla sua eventuale distruzione.
Anche la seconda stella della coppia è molto massiccia - circa 30 volte la massa del Sole - ma è nascosta da una nuvola di gas e polvere espulsa dal suo primario. Quella nuvola si chiama "Homunculus" perché sembra avere una forma quasi umanoide. Il suo aspetto irregolare è qualcosa di misterioso; nessuno è del tutto sicuro del motivo per cui la nuvola esplosiva attorno a Eta Carinae e al suo compagno abbia due lobi e sia stretta al centro.
Quando Eta Carinae esplode, diventa l'oggetto più luminoso del cielo. Nel corso di molte settimane, svanirà lentamente. I resti della stella originale (o entrambe le stelle, se entrambe esplodono) scorreranno tra le onde d'urto nebulosa. Alla fine, quel materiale diventerà i mattoni delle nuove generazioni di stelle in un lontano futuro.
Gli osservatori del cielo che si avventurano nelle zone meridionali dell'emisfero settentrionale e in tutto l'emisfero meridionale possono facilmente trovare la nebulosa nel cuore della costellazione. È molto vicino alla costellazione di Crux, nota anche come Croce del Sud. La Nebulosa Carina è un buon oggetto ad occhio nudo e migliora ancora con uno sguardo attraverso un binocolo o un piccolo telescopio. Gli osservatori con telescopi di buone dimensioni possono trascorrere molto tempo esplorando i cluster di Trumpler, Homunculus, Eta Carinae e la regione del buco della serratura nel cuore della nebulosa. La nebulosa si vede meglio durante emisfero sud estate e primi mesi autunnali (emisfero nord invernale e inizio primavera).
Sia per gli osservatori dilettanti che per quelli professionali, la Nebulosa Carina offre la possibilità di vedere regioni simili a quella che ha dato origine al nostro Sole e ai pianeti miliardi di anni fa. Studiare le regioni del parto in questa nebulosa offre agli astronomi maggiori informazioni sul processo del parto e sui modi in cui le stelle si raggruppano dopo la nascita.
In un lontano futuro, gli osservatori guarderanno anche come una stella nel cuore della nebulosa esplode e muore, completando il ciclo della vita stellare.