L’anello mancante nell’evoluzione stellare erano… le Stelle Striate
Una supergigante in “deshabillé” rivela uno stadio evolutivo mancante… allora non vi dovete scandalizzare, le stelle non si spogliano realmente, ma possono “venire derubate” da qualche altra Supergigante… come?? Ve lo spiego volentieri. Ma prima di tutto vorrei spiegarvi che cosa intendo per derubata, vi va??
Guardate che cosa succede nelle immagini qui sopra, tratte da articolo su Hubblesite che descrivono il fenomeno a scala larga:
1) Una coppia binaria di stelle massicce orbita l’una intorno all’altra.
2) Una stella invecchia fino allo stadio di gigante rossa, formando un involucro esterno di idrogeno che la stella compagna sottrae con la gravità… ecco che cosa si intende per “derubata”.
3) La stella con l’involucro spogliato diventa una supernova, che “scuote” ma non distrugge la stella compagna. Dopo l’esplosione, il nucleo denso della precedente stella massiccia rimane come stella di neutroni o buco nero.
4) Alla fine anche la stella compagna invecchia fino a diventare una gigante rossa, mantenendo il suo involucro esterno, in parte proveniente dalla compagna.
5) Anche la stella compagna esplode come una supernova.
6) Se le stelle erano abbastanza vicine l’una all’altra da non essere sbalzate dalle loro orbite dall’onda d’urto della supernova, i nuclei residui continueranno a orbitare l’uno intorno all’altro e alla fine si fonderanno, creando onde gravitazionali nel processo.
Quello che accade durante le fasi descritte ai punti 1) e 2) per stelle di massa intermedia è stato descritto da Varsha Ramachandran del Centro di Astronomia dell’Università di Heidelberg (ZAH) in Germania, ricercatrice post dottorato nel gruppo di ricerca del dottor Andreas Sander, presso l’Astronomisches Rechen-Institut (ARI) dello ZAH.
Ramachandran ed un gruppo di colleghi, hanno scoperto la prima stella “in deshabillé” di massa intermedia. Questa rivelazione segna un anello mancante nel nostro quadro dell’evoluzione stellare verso sistemi con stelle di neutroni in fusione, che sono davvero cruciali per la comprensione dell’origine degli elementi pesanti, come l’argento e l’oro.
Il team di ricercatori ha scovato la prima rappresentante della popolazione di stelle in “deshabillé” di massa intermedia, da tempo prevista ma non ancora confermata. Le “stelle stirate, stirate o che dir si voglia in deshabillé” sono stelle che hanno perso la maggior parte dei loro strati esterni, rivelando il loro nucleo caldo e denso ricco di elio, che deriva dalla fusione nucleare dell’idrogeno in elio. La maggior parte di queste stelle striate si formano in sistemi stellari binari, in cui il materiale perso da una delle due stelle a causa della forza gravitazionale accresce la massa della sua compagna.
Da tempo gli astrofisici conoscono le stelle striate di piccola massa, note come subnane, e le loro cugine massicce, note come stelle di Wolf-Rayet. Ma finora non sono mai riusciti a trovare le cosiddette “stelle striate di massa intermedia”, il che fa sorgere il dubbio che il quadro teorico di base necessiti di un’importante revisione.
Esaminando stelle calde e luminose con i dispositivi di spettroscopia ad alta risoluzione del VLT, il Very Large Telescope dell’European Southern Observatory in Cile, la dott.ssa Ramachandran e i suoi colleghi hanno rilevato firme sospette nello spettro di una stella calda e massiccia che in precedenza era stata classificata come un singolo oggetto. Una dettagliata indagine spettrale ha rivelato che l’oggetto non è una singola stella, ma in realtà un sistema binario, composto dalla stella striata di massa intermedia e da una compagna in rapida rotazione, una cosiddetta stella BeÈ una stella di classe spettrale B il cui spettro è caratterizzato da prominenti linee di emissione (indicate dalla lettera “e” dopo la B) dell’idrogeno; non è rara la presenza di linee di emissione di altri elementi ionizzati, ma normalmente appaiono più deboli., la cui velocità di rotazione è aumentata per accrescimento di massa e momento angolare dalla stella progenitrice striata.
Il sistema si trova nella Piccola Nube di Magellano (SMC), galassia nana vicina alla Via Lattea, dove stelle di questa galassia hanno una minore abbondanza di elementi più pesanti, definiti semplicemente “metalli” dagli astrofisici, rispetto alle stelle massicce della nostra galassia; questi astri poveri di metalli della SMC fungono quindi da finestra sul passato della Via Lattea e sull’evoluzione chimica dell’universo.
Ramachandran afferma: “Con la nostra scoperta, dimostriamo che la popolazione di queste stelle esiste davvero. Ma i nostri risultati indicano anche che potrebbero avere un aspetto molto diverso da quello che ci aspettavamo, ed invece di aver perso completamente i loro strati esterni, esse potrebbero conservare una piccola ma sufficiente quantità di idrogeno in cima ai loro nuclei di elio, il che le fa apparire molto più grandi e fredde di quanto non siano in realtà”.
Inoltre Andreas Sander sottolinea: “Il loro mantello di idrogeno residuo è una forma di “travestimento” è per questo motivo che le chiamiamo ‘stelle parzialmente spogliate’, queste appaiono molto simili alle normali stelle calde non stirate, nascondendosi quindi essenzialmente in piena vista. Solo i dati ad alta risoluzione, combinati con un’attenta analisi spettrale e modelli computerizzati dettagliati, possono rivelare la loro vera natura”.
Quindi non sorprende che abbiano eluso l’individuazione per così tanto tempo: “La particolarità di questa stella è stata la sua massa, poche volte più massiccia del nostro sole; può sembrare molto, ma è straordinariamente leggera per il suo aspetto di supergigante blu”, spiega il leader del gruppo di ricerca.
Il dottor Jakub Klencki, ricercatore indipendente presso l’European Southern Observatory (ESO) e co-autore del rispettivo documento di ricerca, spiega che il sistema appena scoperto funge da anello critico nella catena evolutiva che collega diverse “specie” di oggetti esotici, affermando: “I nostri modelli di evoluzione stellare prevedono che tra circa un milione di anni la stella striata esploderà come una cosiddetta supernova ad inviluppo striato, lasciando dietro di sé un resto di stella di neutroni”.
La scoperta della dottoressa Ramachandran e dei suoi colleghi segna la prima stella spogliata di questo tipo trovata finora in una galassia povera di metalli. Se la binaria sopravvive all’esplosione della supernova, i ruoli delle due stelle si invertiranno: la compagna Be-star donerà massa alla stella di neutroni che aumenterà la propria massa, diventando una cosiddetta binaria Be a raggi X.
Questi affascinanti sistemi sono considerati i progenitori di eventi di fusione di stelle di neutroni doppie, forse i più grandi spettacoli cosmici osservati finora e l’origine di elementi chimici come l’argento o l’oro. Comprendere il loro percorso di formazione è una delle principali sfide dell’astrofisica moderna e le osservazioni delle fasi evolutive intermedie sono fondamentali per raggiungere questo obiettivo.
Ramachandran conclude dicendo: “La nostra scoperta aggiunge un importante tassello al puzzle, fornendo i primi vincoli diretti su come l’evoluzione del trasferimento di massa procede in sistemi stellari così massicci”.
Bene, anche oggi abbiamo aggiunto un piccolissimo tassello al nostro immenso puzzle dell’Universo… a presto con nuove scoperte!!!
Questi risultati sono stati pubblicati su Astronomy & Astrophysics