Ecco la compagna di CW Leonis


CW Leonis, una gigante rossa e la ‘stella al carbonio’ piu’ vicina al nostro Sistema solare, non è sola. Un team di ricercatori dell’Inaf ha misurato per la prima volta tramite osservazioni dirette il suo moto orbitale dovuto alla perturbazione gravitazionale di un compagno stellare che le orbita attorno.


 

Cw Leonis (o IRC+10216) è la “stella al carbonio” più vicina al nostro Sistema solare.

É una gigante rossa la cui atmosfera, ricca appunto di carbonio prodotto dalla reazioni nucleari durante le fasi avanzate dell’evoluzione stellare, si estende fino a una distaza equivalente all’orbita di Marte, ovvero 500 volte il raggio del nostro Sole, ovvero 350 milioni di chilometri. Un team di ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica a Torino, coordinati da Alessandro Sozzetti, ha misurato per la prima volta tramite osservazioni dirette il moto orbitale di Cw Leonis dovuto alla perturbazione gravitazionale di un compagno stellare in orbita attorno ad essa.

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La scoperta è stata ottenuta grazie a misure di posizione ottenute con il telescopio riflettore astrometrico Reosc da 1.05m dell’Osservatorio Astrofisico di Torino dell’Inaf.

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«Cw Leonis è un laboratorio spettacolare per studiare gli ultimi stadi dell’evoluzione stellare» dice Sozzetti. «É infatti l’oggetto al di fuori dal Sistema solare più brillante del cielo se osservato nell’infrarosso vicino, ovvero alla lunghezza d’onda di 5 micron. A 12 micron, solo il centro Galattico e la regione di formazione stellare di Eta Carinae sono piu’ brillanti. Nella sua evoluzione attraverso la fase di gigante rossa, Cw Leonis ha iniziato a pulsare, perdendo massa per lo sviluppio di fortissimi venti stellari. Ha uno sterminato inviluppo di gas e polveri, che si estende per migliaia di unità astronomiche e nel quale sono state trovate varie decine di molecole diverse, inclusa l’acqua».

La possibile esistenza di un on oggetto celeste compagno di Cw Leonis è materia di dibattito da un paio di decenni ed è stata corroborata solo recentemente con dati del telescopio millimetrico/submillimetrico Alma studiando alcuni dettagli della struttura dell’inviluppo di gas e polveri che vengono attribuiti al moto di Cw Leonis: la stella spazza il materiale che attraversa a causa della spinta gravitazionale del compagno invisibile. Il lavoro del team Inaf, che ha utilizzato dati di archivio Reosc in un intervallo temporale di oltre 6 anni, presenta per la prima volta l’evidenza diretta del moto orbitale di Cw Leonis, attraverso deviazioni rispetto al suo moto rettilineo sulla sfera celeste. I dati analizzati dal team Inaf permettono anche di ottenere per la prima volta una misura diretta della distanza di Cw Leonis da noi, stimata tra 260 e 360 anni luce.

Lo studio del team Inaf ha permesso di rendere più robusta la misura del moto orbitale grazie alla rivelazione di un effetto particolare nell’astrometria chiamato moto indotto dalla variabilità (variability induced motion, VIM). L’effetto VIM si verifica quando un sistema binario non risolto ha una delle due componenti la cui luminosità varia nel tempo. In questo caso le misure astrometriche dovrebbero essere fortemente correlate con quelle fotometriche. CW Leonis pulsa con un periodo noto di circa 1.8 anni e questa forte correlazione è effettivamente osservata nei dati astrometrici e fotometrici Reosc.

«Il risultato finale è che la nostra analisi permette di porre nuovi importanti vincoli sulla natura del compagno di CW Leonis in termini di massa, separazione, e periodo orbitale, ottenendo un buon accordo qualitativo con i dati Alma» sottolinea Sozzetti. «La compagna di Cw Leonis è probabilmente una stella di massa un po’ inferiore al nostro Sole in orbita con un periodo di un po’ più di 100 anni. Abbiamo ancora delle fonti di incertezza, come la parziale copertura temporale dell’orbita, la mancata conoscenza di una precisa misura di massa di Cw Leonis e la limitata precisione con la quale i dati Reosc hanno permesso di misurare la distanza di Cw Leonis, e quindi possiamo ancora migliorare le nostre stime».

Nel prossimo futuro, una migliore caratterizzazione dell’orbita e massa del compagno (ad esempio combinando i dati Reosc con quelli di Gaia) sarà di fondamentale importanza per comprendere le fasi successive dell’evoluzione di Cw Leonis e di stelle come lei, in particolare la diversa morfologia delle cosiddette nebulose planetarie (risultato dell’espulsione violenta dell’inviluppo di gas e polveri alla fine della fase di gigante rossa) a seconda che la stella al centro sia singola oppure dotata di una compagna. «É un grande risultato ottenuto con un telescopio da 1 metro da Terra, nell’era di E-ELT e delle missioni spaziali!» conclude Richard Smart, co-autore dell’articolo sulla scoperta pubblicato sulla rivista Mothly Notices of the Royal Astronomical Society e Leverhulme Visiting Professor all’Università dell’Hertfordshire.

 

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