È ufficiale: Betelgeuse ha starnutito e si è presa un raffreddore.
La causa del misterioso calo di luminosità della stella è stata causata da una gigantesca nuvola di polvere, espulsa dalla supergigante rossa, ma ha potuto farlo solo perché il cambiamento di temperatura della stella lo ha permesso.
Il Great Dimming di Betelgeuse, come è stato chiamato l’evento, ha sconcertato gli astronomi. La stella, di solito una delle più luminose del cielo, ha iniziato a oscurarsi a settembre 2019. A febbraio 2020, si era attenuata del 35 percento, un comportamento mai osservato prima.
Le immagini della superficie della stella scattate durante l’evento utilizzando il Very Large Telescope dell’Osservatorio europeo meridionale mostrano chiaramente i cambiamenti nella luminosità di Betelgeuse.
Con questi nuovi dati, dicono gli astronomi, uno starnuto di gas che si condensa in polvere a causa del raffreddamento superficiale è davvero la migliore spiegazione possibile.
Questo potrebbe aiutarci a capire un processo che è stato a lungo un mistero: come le stelle massicce espellono massa prima di diventare supernova e seminare l’Universo con elementi pesanti.
“Abbiamo assistito direttamente alla formazione della cosiddetta polvere di stelle“, ha affermato l’astrofisico Miguel Montargès dell’Observatoire de Paris in Francia e KU Leuven in Belgio.
Quando gli astronomi osservavano il Grande Oscuramento, c’erano due principali contendenti per la sua causa: il raffreddamento della superficie stellare o una nuvola di polvere espulsa dalla stella mentre subiva una perdita di massa.
Perché Betelgeuse si è oscurata
Le giganti rosse come Betelgeuse sono instabili. È la fase della vita crepuscolare per le stelle davvero rocciose, tra circa 8 e 35 volte la massa del Sole. Queste stelle bruciano ad alte temperature e hanno una durata di vita relativamente breve; Si pensa che Betelgeuse abbia solo da 8 a 8,5 milioni di anni e la sua sequenza principale risale a circa 1 milione di anni fa (il Sole ha circa 4,6 miliardi di anni ed è solo a metà della sua vita).
Betelgeuse si è trasformata in una supergigante rossa circa 40.000 anni fa. Ormai, la stella ha esaurito l’idrogeno nel suo nucleo e sta fondendo l’elio in carbonio e ossigeno. Anche il nucleo della stella si è contratto, il che porta più idrogeno nella regione immediatamente intorno al nucleo, formando un guscio di idrogeno; questo guscio di idrogeno si fonde in elio, che poi alimenta la fusione dell’elio.
Alla fine, la stella raggiungerà un punto in cui il suo nucleo non produrrà calore e pressione sufficienti per continuare a fondere gli elementi e diventerà una supernova, trasformandosi in una stella di neutroni o in un buco nero. Ci vorranno ancora alcune decine, se non centinaia, di migliaia di anni, però.
Ma, stelle come questa, prima di diventare supernova, espellono massa nello spazio circostante, diffondendo nello spazio tutti quegli elementi pesanti che hanno fuso nei loro nuclei. Questo processo è ancora poco conosciuto.
“Uno dei principali misteri sulle stelle supergiganti rosse è che non sappiamo come si innesca la loro perdita di massa“, ha commentato Montargès.
“Sappiamo che sta accadendo ma non capiamo il meccanismo che permette al materiale di lasciare la fotosfera della stella. Qui potremmo aver assistito a un episodio di perdita di massa più intenso del solito per Betelgeuse, o forse al meccanismo regolare. Anzi potrebbe essere che la perdita di massa avvenga sempre in questo modo“.
Secondo una precedente analisi effettuata utilizzando le immagini del telescopio spaziale Hubble, sembrava probabile una nuvola di polvere. Con le immagini del VLT, Montargès e il suo team hanno potuto approfondire questo aspetto.
Poiché Betelgeuse è così grande e così vicina alla Terra (la misurazione più recente la pone a 548 anni luce di distanza, ponendo la dimensione della stella a 764 volte quella del Sole), appare come un disco attraverso un telescopio. Ciò significa che il VLT è stato in grado di mostrare chiaramente che l’oscuramento era localizzato nell’emisfero meridionale della stella.
Utilizzando la modellazione, Montargès e il suo team hanno quindi esplorato le possibilità. I loro risultati hanno suggerito che il calo di luminosità era il risultato sia del raffreddamento che della polvere. Secondo le loro scoperte, una bolla di gas è stata espulsa da Betelgeuse qualche tempo prima dell’oscuramento; questo evento è stato osservato da Hubble.
“Con Hubble, abbiamo potuto vedere il materiale mentre lasciava la superficie della stella e si spostava attraverso l’atmosfera, prima che si formasse la polvere che ha causato l’oscuramento della stella“, ha detto l’astrofisico Andrea Dupree dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, che ha lavorato su entrambe i paper.
In seguito, quando una parte della fotosfera della stella si è raffreddata al punto giusto, l’abbassamento di temperatura è stato sufficiente perché alcuni degli elementi vaporosi nella bolla, come il silicio, si condensassero e si indurissero in granelli di polvere. È stata la conseguente nuvola di polvere ad oscurare la luce della stella.
Il team spera che queste informazioni aiutino a trovare segni di perdita di massa simile in altre stelle giganti rosse. Nel frattempo – attenuata o meno – Betelgeuse continua a splendere. La stella ha sorpreso tutti e gli astronomi continueranno a osservarla alla ricerca di segni di altri strani comportamenti.
“Era da tempo che desideravo assistere a un evento di perdita di massa di una supergigante rossa. Qui lo vediamo sulla linea di vista (causando un oscuramento) e accade sulla supergigante rossa più famosa di tutte: Betelgeuse”, ha detto Montargès.
“Ma la parte più eccitante è stata stare all’aperto nell’inverno 2019-2020 e vedere la stella così debole rispetto a Rigel. Quante volte possiamo vedere una stella cambiare così tanto il suo aspetto? È stato un privilegio essere testimone“.
La ricerca è stata pubblicata su Nature.
