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Una nuova spiegazione per l’oscuramento di Betelgeuse

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Betelgeuse (α Orionis) è la brillante stella rossastra situata nella spalla della costellazione di Orione e può essere vista ad occhio nudo nel cielo notturno.

Da ottobre 2019 a marzo 2020, Betelgeuse ha subito un misterioso oscuramento, catturando l’attenzione e l’immaginazione sia degli astronomi che del pubblico.

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Pur essendo una stella variabile che mostra cambiamenti di luce periodici e talvolta irregolari, questo oscuramento è stato il più significativo osservato negli ultimi 50 anni. È diventato più debole di oltre 2,5 volte, cosa che poteva essere notata anche ad occhio nudo nel cielo notturno.

Diversi scenari sono stati proposti dagli astronomi di tutto il mondo: pre-fase dell’esplosione di una supernova, oscuramento a causa di una nube di polvere o cambiamenti nella fotosfera della stella.

Un nuovo studio condotto dal Prof. ZHAO Gang dei National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) fa luce sulla natura del misterioso oscuramento di Betelgeuse. A questo studio hanno aderito anche scienziati dell’Università di Shandong e dell’Università del Missouri (USA).

Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications.

Evidenza spettroscopica per un ampio punto sull'attenuazione di Betelgeuse

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Durante la fine del 2019 e l’inizio del 2020, Betelgeuse (α Orionis) è diventata più debole di oltre 2,5 volte e questo è l’oscuramento più significativo osservato negli ultimi decenni. Credito: Alena Alexeeva e REN Dayong

Betelgeuse è la stella più luminosa del cielo notturno nella gamma di lunghezze d’onda del vicino infrarosso. Questa è la gamma di lunghezze d’onda più adatta per studiare le supergiganti rosse come Betelgeuse.

Una enorme macchia fredda sulla superficie di Betelgeuse

Il team di ricerca ha studiato gli spettri del vicino infrarosso ad alta risoluzione di Betelgeuse ottenuti presso l’Osservatorio Weihai dell’Università di Shandong il 31 gennaio, 19 marzo, 4 aprile e 6 aprile 2020, coprendo le fasi di oscuramento e post-oscuramento.

Sfruttando il nostro vantaggio nell’analisi spettroscopica, miriamo a comprendere la possibile causa del misterioso oscuramento di Betelgeuse“, ha affermato il prof. ZHAO Gang, l’autore di questo studio.

A tal fine, il team ha sviluppato una tecnica speciale per determinare le temperature effettive delle supergiganti rosse.

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Il nostro metodo si basa sulla misurazione delle righe molecolari dell’ossido di titanio (TiO2) e del cianuro (CN) negli spettri stellari. Più una stella è fredda, più queste molecole possono formarsi e sopravvivere nella sua atmosfera e le linee molecolari sono più forti nello spettro stellare. In un’atmosfera più calda, queste molecole si dissociano facilmente e non sopravvivono“, ha affermato la dott.ssa Sofya Alexeeva, la prima autrice di questo studio.

Abbiamo scoperto che al minimo della sua luminosità, la temperatura effettiva di Betelgeuse il 31 gennaio 2020 era di 3476 Kelvin. Tuttavia, dopo aver recuperato la sua luminosità, il 6 aprile 2020, la temperatura effettiva era di 3646 Kelvin. La variazione della temperatura effettiva di 170 K è sufficiente per spiegare questo misterioso oscuramento“, ha affermato la dott.ssa Sofya Alexeeva.

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Cosa potrebbe portare a un calo della temperatura di 170 K?

La causa potrebbe essere una grande macchia scura sulla superficie di Betelgeuse. La presenza di macchie sulle supergiganti rosse è un fenomeno ben noto. Queste macchie sono probabilmente una conseguenza di flussi convettivi, o celle convettive fredde, che si ritiene siano ampiamente presenti in tali stelle.

I nostri risultati offrono informazioni sulla natura delle stelle supergiganti rosse, i principali contributori all’arricchimento di elementi pesanti nell’Universo“, ha affermato il prof. ZHAO Gang.

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