La comprensione del destino finale delle stelle di dimensioni solari ha compiuto un ulteriore passo avanti grazie alle osservazioni infrarosse del James Webb Space Telescope sulla Nebulosa Elica, uno degli oggetti celesti più studiati e riconoscibili della volta celeste. Situata a circa 650 anni luce dalla Terra nella costellazione dell'Acquario, questa nebulosa planetaria rappresenta un laboratorio naturale eccezionale per analizzare i processi fisici che caratterizzano la fine dell'evoluzione stellare, offrendo agli scienziati un'anteprima di ciò che potrebbe attendere il nostro Sole tra circa cinque miliardi di anni.
Le nuove immagini raccolte dalla NIRCam (Near-Infrared Camera) del telescopio Webb hanno permesso di penetrare con una precisione senza precedenti nella complessa architettura della nebulosa, rivelando dettagli strutturali impossibili da osservare con strumentazioni precedenti. La risoluzione raggiunta nel vicino infrarosso ha messo in luce una serie di densi pilastri di gas che si estendono dal bordo interno del guscio in espansione, assumendo morfologie che ricordano comete con lunghe code. Questi filamenti si formano attraverso un processo di interazione violenta: i venti stellari estremamente caldi e veloci emessi dalla stella morente si scontrano con gli strati più freddi di polvere e gas rilasciati durante le fasi precedenti dell'evoluzione stellare, scolpendo letteralmente la materia e creando le intricate geometrie osservate.
Al centro della Nebulosa Elica risiede una nana bianca, il nucleo residuo della stella originaria rimasto esposto dopo che gli strati esterni sono stati espulsi nello spazio circostante. Sebbene questo oggetto compatto si trovi appena al di fuori dell'inquadratura dell'immagine di Webb, la sua influenza permea l'intera struttura nebulare attraverso l'intensa radiazione ultravioletta che emette. Questa energia ionizza il gas nelle regioni più prossime, mentre a distanze crescenti si creano ambienti progressivamente più freddi dove l'idrogeno atomico può combinarsi in molecole. Le zone più esterne e protette, nascoste all'interno di addensamenti di polvere, offrono le condizioni ideali per la formazione di composti molecolari più complessi, costituendo i mattoni fondamentali per la futura generazione di sistemi planetari.
L'analisi spettrale condotta da Webb ha permesso di mappare con precisione i gradienti di temperatura e composizione chimica attraverso tutta la nebulosa. Nel sistema di rappresentazione cromatica adottato, i toni blu indicano le regioni più calde dove il gas risulta completamente ionizzato dalla radiazione ultravioletta, mentre le sfumature gialle corrispondono a zone intermedie caratterizzate dalla presenza di idrogeno molecolare. Le tonalità rosse tracciano invece i confini esterni più freddi, dove la densità del gas diminuisce progressivamente e la polvere interstellare comincia ad aggregarsi in strutture più organizzate. Questa stratificazione termica e chimica documenta visivamente il processo attraverso cui il materiale stellare viene restituito al mezzo interstellare, arricchendolo di elementi chimici prodotti durante la vita della stella.
Il confronto tra le osservazioni di Webb e quelle precedentemente ottenute dal Telescopio Spaziale Hubble della NASA ed ESA evidenzia il salto qualitativo reso possibile dalla tecnologia infrarossa di nuova generazione. Mentre le immagini di Hubble mostravano una struttura relativamente diffusa e dall'aspetto morbido, le riprese nel vicino infrarosso di Webb rivelano nodi compatti di gas e polvere con bordi nettamente definiti, permettendo di distinguere singole sottostrutture all'interno dei flussi di materia. Questa capacità di risolvere dettagli sempre più fini consente agli astronomi di testare con maggiore rigore i modelli teorici che descrivono l'idrodinamica dei venti stellari e i meccanismi di formazione delle nebulose planetarie.
Scoperta nei primi decenni del XIX secolo, la Nebulosa Elica è stata oggetto di studio continuo da parte della comunità astronomica per quasi due secoli, grazie alla sua vicinanza relativa e alla sua particolare morfologia ad anello. La sua inclusione nei programmi osservativi del James Webb Space Telescope si inserisce in un filone di ricerca più ampio dedicato alla comprensione dei cicli di vita stellare e del riciclo della materia nell'universo. Il telescopio Webb, frutto di una collaborazione internazionale tra NASA, ESA e l'Agenzia Spaziale Canadese (CSA), rappresenta il più grande e potente osservatorio spaziale mai lanciato. L'ESA ha fornito il servizio di lancio attraverso il razzo Ariane 5, ha coordinato lo sviluppo dello strumento NIRSpec e ha contribuito per il 50% allo strumento infrarosso MIRI, realizzato da un consorzio di istituti europei finanziati a livello nazionale in partnership con il Jet Propulsion Laboratory e l'Università dell'Arizona.
Le prospettive aperte da queste nuove osservazioni si estendono oltre la semplice caratterizzazione della Nebulosa Elica. I dati raccolti contribuiscono alla comprensione generale dei processi di formazione planetaria, fornendo informazioni preziose sulla composizione chimica del materiale che viene restituito allo spazio interstellare e che diventerà disponibile per le generazioni successive di stelle e sistemi planetari. Gli astronomi prevedono di utilizzare la capacità spettroscopica di Webb per analizzare in dettaglio la composizione molecolare delle regioni più fredde della nebulosa, identificando la presenza di composti organici complessi e tracciando i percorsi chimici che collegano la morte di una stella alla nascita di nuovi mondi.
