SVELATO IL SEGRETO DELLA PERDITA DI PESO

Una vecchia stella gigante a dieta

La stella VY Canis Majoris è una ipergigante rossa, una delle stelle più grandi note nella Via Lattea. Ha una massa 30-40 volte maggiore di quella del Sole ed è 300 000 volte più luminosa. Le nuove osservazioni della stella che sfruttano lo strumento SPHERE sul VLT hanno mostrato chiaramente come la luce brillante di VY Canis Majoris illumina le nubi di materia che la circondano e ha permesso di determinare meglio che mai le proprietà dei grani di polvere che le compongono

In questa vista molto ravvicinata di SPHERE la stella stessa è nascosta dietro un disco che la oscura. Le croci sono artefatti dovuti alle caratteristiche dello strumento. Crediti: ESO

In questa vista molto ravvicinata di SPHERE la stella stessa è nascosta dietro un disco che la oscura. Le croci sono artefatti dovuti alle caratteristiche dello strumento. Crediti: ESO

Un’equipe di astronomi ha catturato, con il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, le immagini finora più dettagliate della stella ipergigante VY Canis Majoris. Le osservazioni hanno mostrato come la dimensione inaspettatamente grande delle particelle di polvere che circondano la stella le permettono anche di liberarsi di enormi quantità di massa mentre comincia a morire. Questo processo, compreso ora per la prima volta, è necessario per preparare queste stelle giganti ad affrontare la loro fine come supernove. VY Canis Majoris è un vero “Golia” tra le stelle, una ipergigante rossa, una delle stelle più grandi note nella Via Lattea: ha una massa 30-40 volte maggiore di quella del Sole ed è 300 000 volte più luminosa. Nel suo stato attuale, la stella raggiungerebbe l’orbita di Giove, essendosi espansa incredibilmente durante gli stadi finali della sua vita.

Le nuove osservazioni della stella hanno sfruttato lo strumento SPHERE sul VLT. Il sistema di ottiche adattive dello strumento corregge le immagini a un livello superiore rispetto ai sistemi precedenti e in questo modo si possono vedere dettagli anche molto vicini a sorgenti intense. SPHERE/ZIMPOL usa ottiche adattive estreme per creare immagini al limite di diffrazione, molto più vicine dei precedenti strumenti di ottica adattativa al limite teorico del telescopio in assenza di atmosfera. L’ottica adattiva estrema permette anche di vedere oggetti molto più deboli molto vicino a una stella luminosa. SPHERE ha mostrato chiaramente come la luce brillante di VY Canis Majoris stava letteralmente accendendo le nubi di materia che la circondano.

Usando il modo osservativo ZIMPOL di SPHERE, l’equipe ha potuto non solo osservare più in profondità nel cuore della nube di gas e polvere che circonda la stella, ma anche come la luce veniva diffusa e polarizzata dal materiale circostante. Queste misure sono state fondamentali per scoprire le proprietà elusive della polvere. Un’analisi accurata dei risultati di polarizzazione ha mostrato che i grani di polvere sono particelle relativamente grandi, di 0,5 micrometri (o micron) di diametro. Questa misura può sembrare piccola, ma grani di questa dimensione sono circa 50 volte più grandi della polvere che si trova normalmente nello spazio interstellare.

Questa panoramica mostra il cielo intorno alla brillante ipergigante rossa VY Canis Majoris, una delle stelle più grandi nota nella Via Lattea. La stella stessa è al centro dell'immagine, che comprende anche nubi di idrogeno gassoso incandescente, nubi di polvere e l'ammasso stellare che circonda la stella luminosa Tau Canis Majoris, in alto a destra. Questa immagine è stata ottenuta a partire da dati della DSS2 (Digitized Sky Survey 2). Crediti: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Questa panoramica mostra il cielo intorno alla brillante ipergigante rossa VY Canis Majoris, una delle stelle più grandi nota nella Via Lattea. La stella stessa è al centro dell’immagine, che comprende anche nubi di idrogeno gassoso incandescente, nubi di polvere e l’ammasso stellare che circonda la stella luminosa Tau Canis Majoris, in alto a destra. Questa immagine è stata ottenuta a partire da dati della DSS2 (Digitized Sky Survey 2). Crediti:
ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Nel corso dell’espansione, le stelle massicce perdono grandi quantità di materia – ogni anno, VY Canis Majoris espelle sotto forma di gas e polvere dalla propria superficie una massa pari a 30 volte quella della Terra. Questa nube di materia viene spinta via prima che la stella esploda, e a questo punto parte della polvere viene distrutta mentre il resto si perde nello spazio interstellare. Questo materiale viene poi usato, insieme con gli elementi più pesanti che si formano durante l’esplosione di supernova, dalla successiva generazione di stelle, che lo può impiegare anche per formare i pianeti. Finora non si era capito come il materiale delle zone superiori dell’atmosfera di queste stelle giganti venisse spinto via nello spazio prima dell’esplosione. Si è sempre pensato che la causa più probabile fosse la pressione di radiazione, la forza esercitata dalla luce stellare. Poiché questa pressione è molto debole, il processo sfrutta i grani di polvere più grandi, per avere una superficie sufficientemente ampia al fine di ottenere un effetto apprezzabile. Le particelle di polvere devono essere sufficientemente grandi per garantire che la luce delle stelle possa spingerle, ma non così tanto da farle semplicemente cadere verso il centro della stella. Troppo piccole e la luce delle stelle passerebbe di fatto attraverso la polvere; troppo grandi e la polvere sarebbe troppo pesante da spingere. La polvere osservata vicina a VY Canis Majoris è proprio della dimensione giusta per essere più efficacemente spinta verso l’esterno dalla luce stellare.

«Le stelle massicce hanno vita breve», ha spiegato il primo autore dell’articolo Peter Scicluna, dell’Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics, Taiwan. «Quando raggiungono l’ultimo periodo di vita, perdono molta massa. Nel passato, potevamo solo fare teorie su come questo accadesse. Ora, con i nuovi dati di SPHERE, abbiamo trovato grani di polvere molto grandi intorno all’ipergigante, abbastanza grandi per essere spinti via della pressione di radiazione della stella, sufficientemente intensa da spiegare la rapida perdita di massa della stella».

I grani di polvere osservati così vicini alla stella implicano che la nube può diffondere in modo efficace la luce visibile della stella ed essere spinta via dalla pressione di radiazione della stella. La dimensione dei grani di polvere significa anche che la maggior parte potrebbe sopravvivere alla radiazione prodotta dall’inevitabile fine drammatica di VY Canis Majoris quando esploderà come supernova. Questa polvere perciò contribuirà al mezzo interstellare circostante, alimentando le future generazioni di stelle e favorendo la formazione di nuovi pianeti. L’esplosione accadrà presto per gli standard astronomici, ma non vi è alcun motivo di allarme, in quanto l’evento drammatico non avrà luogo probabilmente per altre centinaia di migliaia di anni. Sarà spettacolare visto dalla Terra – forse brillante come la Luna – ma non un pericolo per la vita.

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