Betelgeuse si sta ancora riprendendo dalla gigantesca espulsione di massa superficiale


Questa illustrazione traccia i cambiamenti nella luminosità di Betelgeuse, in seguito all’espulsione di massa titanica di un’ampia porzione della sua superficie visibile; il materiale fuoriuscito si è raffreddato formando una nube di polvere che ha temporaneamente reso la stella più fioca, vista dalla Terra; questa convulsione stellare senza precedenti ha interrotto il periodo di oscillazione di 400 giorni della stella mostro che gli astronomi avevano misurato per più di 200 anni; l’interno potrebbe ora oscillare come un piatto di dessert alla gelatina.

Betelgeuse, una stella supergigante rossa situata a circa 650 anni luce di distanza nella costellazione di Orione, ha subito un oscuramento storico tra dicembre 2019 e marzo 2020. Molte osservazioni dello spettro della stella sono state ottenute prima, durante e dopo questo evento di oscuramento. Queste osservazioni rivelano che una consistente espulsione di massa superficiale (SME) si è verificata su Betelgeuse e si è spostata attraverso l’atmosfera estesa della stella.


Analizzando i dati del telescopio spaziale Hubble della NASA e di diversi altri osservatori, gli astronomi sono giunti alla conclusione che la stella supergigante rossa Betelgeuse è letteralmente esplosa nel 2019, perdendo una parte sostanziale della sua superficie visibile e producendo una gigantesca espulsione di massa superficiale (SME). Si tratta di un fenomeno mai visto prima nel comportamento di una stella normale.

Il Sole fa regolarmente esplodere parti della sua tenue atmosfera esterna, la corona, in un evento noto come espulsione di massa coronale (CME). Ma il Betelgeuse SME ha fatto esplodere una massa 400 miliardi di volte superiore a quella di un tipico CME.

La stella mostro si sta ancora lentamente riprendendo da questo catastrofico sconvolgimento. “Betelgeuse continua a fare cose molto insolite in questo momento; l’interno è come se rimbalzasse“, dice Andrea Dupree del Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian.

Queste nuove osservazioni forniscono indizi sul modo in cui le stelle rosse perdono massa alla fine della loro vita, quando le loro fornaci a fusione nucleare si esauriscono, prima di esplodere come supernovae. L’entità della perdita di massa influisce in modo significativo sul loro destino. Tuttavia, il comportamento sorprendentemente convulso di Betelgeuse non è una prova che la stella stia per esplodere a breve. Quindi l’evento di perdita di massa non è necessariamente il segnale di un’esplosione imminente.

Dupree sta ora mettendo insieme tutti i pezzi del puzzle del comportamento della stella prima, dopo e durante l’eruzione in una storia coerente di una convulsione titanica mai vista prima in una stella che invecchia.

Questo include nuovi dati spettroscopici e di imaging provenienti dall’osservatorio robotico STELLA, dallo spettrografo Tillinghast Reflector Echelle (TRES) dell’Osservatorio Fred L. Whipple, dalla navicella Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO-A) della NASA, dal telescopio spaziale Hubble della NASA e dall’American Association of Variable Star Observers (AAVSO). Dupree sottolinea che i dati di Hubble sono stati fondamentali per aiutare a risolvere il mistero.

Non abbiamo mai visto prima un’enorme espulsione di massa dalla superficie di una stella“, afferma. “Ci troviamo di fronte a qualcosa che non riusciamo a capire completamente. È un fenomeno totalmente nuovo che possiamo osservare direttamente e risolvere i dettagli della superficie con Hubble. Stiamo osservando l’evoluzione stellare in tempo reale”.

L’esplosione titanica del 2019 è stata probabilmente causata da un pennacchio convettivo di oltre un milione di chilometri di diametro che si è sollevato dalle profondità della stella. Ha prodotto scosse e pulsazioni che hanno fatto esplodere un pezzo di fotosfera, lasciando la stella con un’ampia superficie fredda sotto la nube di polvere prodotta dal raffreddamento del pezzo di fotosfera. Betelgeuse sta ora lottando per riprendersi da questa ferita.

Pesando all’incirca diverse volte la nostra luna, il pezzo di fotosfera espulso è partito nello spazio e si è raffreddato formando una nube di polvere che ha bloccato la luce della stella vista dagli osservatori terrestri. L’oscuramento, iniziato alla fine del 2019 e durato alcuni mesi, è stato facilmente percepibile anche dagli osservatori occasionali che hanno visto la stella cambiare luminosità. Betelgeuse, una delle stelle più luminose del cielo, si trova facilmente guardando verso la spalla destra della costellazione di Orione.

Ancora più incredibile è il fatto che il tasso di pulsazione di 400 giorni della supergigante sia scomparso, forse almeno temporaneamente. Per quasi 200 anni gli astronomi hanno misurato questo ritmo, evidente nelle variazioni di luminosità e nei movimenti superficiali di Betelgeuse. La sua interruzione testimonia la drammaticità dell’esplosione.

Dupree suggerisce che le celle di convezione interne della stella, che guidano la pulsazione regolare, stiano oscillando come una vasca di lavatrice sbilanciata. Gli spettri TRES e Hubble indicano che gli strati esterni potrebbero essere tornati alla normalità, ma la superficie sta ancora rimbalzando come un piatto di dessert alla gelatina mentre la fotosfera si ricostruisce.

Sebbene il Sole sia caratterizzato da espulsioni di massa coronale che fanno fuoriuscire piccoli pezzi dell’atmosfera esterna, gli astronomi non hanno mai assistito all’esplosione nello spazio di una così grande quantità di superficie visibile di una stella. Pertanto, le espulsioni di massa superficiale e le espulsioni di massa coronale potrebbero essere eventi diversi.

Betelgeuse è ora così grande che se sostituisse il Sole al centro del nostro sistema solare, la sua superficie esterna si estenderebbe oltre l’orbita di Giove. Dupree ha utilizzato Hubble per risolvere i punti caldi sulla superficie della stella nel 1996. Questa è stata la prima immagine diretta di una stella diversa dal Sole.

Il telescopio spaziale Webb della NASA potrebbe essere in grado di rilevare il materiale espulso nella luce infrarossa mentre si allontana dalla stella.

Il lavoro del team sarà pubblicato sull’Astrophysical Journal.

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