CALCOLATA LA MASSA DELLE DUE STELLE DI PROCIONE

Il gran ballo della gigante e della nana

Procione A è una stella molto luminosa che abbaglia la compagna Procione B, rendendone difficile l’analisi. Grazie a osservazioni ventennali del telescopio spaziale Hubble un team di astronomi ha ora finalmente calcolato l'orbita e la massa delle due stelle

Il suo nome è Bond, Howard Bond. E’ un astronomo al servizio dello Space Telescope Science Institute e la sua ultima missione, compiuta assieme a un team altamente specializzato, è visibile sulla rivista scientifica The Astrophysical Journal. Riviviamola insieme.

Immagine Hubble di Procione A ottenuta con un’esposizione di 0.14 secondi (nel riquadro centrale) sovrapposta a una posa di 100 secondi che evidenzia sulla sx Procione. Crediti: APJ/ Bond et al. 2015

Immagine Hubble di Procione A ottenuta con un’esposizione di 0.14 secondi (nel riquadro centrale) sovrapposta a una posa di 100 secondi che evidenzia sulla sx Procione. Crediti: APJ/ Bond et al. 2015

Nonostante sia l’ottava stella più luminosa del cielo notturno, rappresentando uno dei tre vertici del triangolo invernale assieme a Sirio e a Betelgeuse, per molto tempo Procione ha mantenuto abbastanza celati i dettagli della sua doppia natura. Situata a soli 11 anni luce di distanza, Procione non è infatti una stella singola ma un sistema binario, costituito da Procione A, una luminosa subgigante che probabilmente ha esaurito l’idrogeno nel nucleo e si sta avviando a divenire una gigante vera e propria, e da Procione B, una debole nana bianca.

Ora, grazie a precise misurazioni effettuate dal telescopio spaziale Hubble nell’arco di due decenni, combinate con osservazioni storiche risalenti al 19° secolo, un team di astronomi, guidati da Howard Bond della Pennsylvania State University, ha finalmente rivelato alcuni dei segreti meglio custoditi da queste dirimpettaie.

Nonostante Procione sia un sistema relativamente vicino, la determinazione dell’orbita delle due componenti non è stato un compito facile per via della grande differenza di magnitudine apparente tra le due componenti e per la piccola separazione angolare tra di esse. La nana bianca è infatti visivamente più debole di circa 16.000 volte rispetto alla subgigante, apparendo le due stelle dal nostro punto di vista separate solo di 5 secondi d’arco. Senza la possibilità di un’accurata misurazione del loro moto, le masse delle due stelle sono di conseguenza rimaste incerte per gran parte del secolo scorso.

Orbita relativa di Procione B intorno a Procione A. La curva rossa è quella derivata dagli autori in base alle osservazioni, mentre i cerchi blu aperti sono posizioni previste. I punti neri sono le osservazioni HST di Procione B. I cerchi verdi e turchesi aperti rappresentano osservazioni storiche terrestri. Crediti: APJ/Bond et al. 2015

Orbita relativa di Procione B intorno a Procione A. La curva rossa è quella derivata dagli autori in base alle osservazioni, mentre i cerchi blu aperti sono posizioni previste. I punti neri sono le osservazioni HST di Procione B. I cerchi verdi e turchesi aperti rappresentano osservazioni storiche terrestri. Crediti: APJ/Bond et al. 2015

Grazie alla costanza e alla potenza del telescopio spaziale Hubble, Bond e colleghi sono riusciti a ricavare con precisione gli elementi orbitali di Procione e ad ottenere le masse dinamiche delle due stelle. Nel nuovo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, il team riporta che questo sistema binario compie un’orbita completa una volta ogni 40,8 anni. Le masse trovate per le due stelle sono equivalenti a 1,48 masse solari per Procione A e 0,59 masse solari per Procione B. Numeri che, secondo i ricercatori, ben si accordano con le previsioni teoriche in base ai parametri di temperatura, luminosità e astrosismologia di Procione A.

La soddisfazione degli scienziati va oltre il fatto di avere messo la parola conclusiva a un quesito astronomico iniziato 170 anni prima, nel 1844, quando l’osservazione di perturbazioni nell’orbita di Procione aveva fatto sospettare per la prima volta di trovarsi di fronte un sistema binario, le cui componenti separate sarebbero state viste solo mezzo secolo dopo.

La conoscenza dettagliata delle movenze di questa coppia “squilibrata”, sempre secondo gli autori, fornisce la chiave d’accesso a nuove informazioni su come funzioni la fisica stellare per una stella subgigante come Procione A, che dovrebbe avere attorno ai 2,7 miliardi di anni di età. Una stella che nel suo “sviluppo” ha intensamente interagito – in una modalità ancora da chiarire, ma di cui si scorgono le tracce nell’inusuale mescolamento degli strati più esterni – con la progenitrice di Procione B, presumibilmente una stella di taglia media poi collassata in nana bianca. Risolto un arcano, nuove missioni si preparano per gli astronomi.