LE STELLE DI HALLOWEEN, TRA LA LIRA E IL CIGNO

Diciotto zucche nel cielo di Kepler

Un campione di rare stelle a rotazione molto rapida, tale da schiacciarle ai poli, è stato individuato nel corso di una survey condotta con i telescopi spaziali Kepler e Swift. Fra gli autori dello studio, in uscita il primo novembre su ApJ, Elena Mason dell’INAF di Trieste

Rappresentazione artistica della più estrema fra le 18 stelle-zucca individuate da Kepler e Swift, qui messa a confronto con il Sole. Crediti: NASA's Goddard Space Flight Center / Francis Reddy

Rappresentazione artistica di una delle più estreme fra le 18 stelle-zucca individuate da Kepler e Swift, qui messa a confronto con il Sole. Crediti: NASA’s Goddard Space Flight Center / Francis Reddy

Da cacciatore di pianeti abitabili a coltivatore di stelle-zucca. Nel corso di un “raccolto” durato quattro anni, una survey partita a maggio 2009 e terminata a maggio 2013, il telescopio spaziale Kepler della Nasa, lavorando in tandem con Swift, ha individuato nel suo personalissimo orto del grande cocomero – uno scampolo di cielo fra la costellazione del Cigno e quella della Lira – 18 stelle, fra giganti e subgiganti, che non sfigurerebbero sul davanzale la notte di Halloween: sono stelle, appunto, a forma di zucca. Aggiungeteci che sono di tipo solare o piu fredde, quindi di colore giallo-arancione. E che l’articolo dove si riporta la scoperta sarà pubblicato il primo novembre, dunque il giorno successivo alla notte delle streghe.

Folklore a parte, si tratta di oggetti interessanti e curiosi dal punto di vista scientifico. Il nome in codice è ‘KSw’, prefisso dovuto alle iniziali dei due telescopi spaziali utilizzati per la survey: Kepler e Swift. Sono stelle molto rare, forse appartenenti alla classe delle variabili FK Comae. E molto particolari: un esemplare del gruppo, per esempio, la super-zucca targata ‘KSw 71’, è una gigante arancione di tipo K grande oltre dieci volte il Sole, con un periodo di rotazione di appena cinque giorni e mezzo (il Sole impiega circa un mese) e un’emissione di raggi X pari a 4mila volte il massimo solare.

«Le stelle risultano avere una forma schiacciata, un po’ come le zucche, in seguito alla rotazione», spiega a Media INAF Elena Mason, ricercatrice all’Osservatorio astronomico di Trieste dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e coautrice, insieme a Steve Howell dell’Ames Research Center della NASA, dello studio in uscita su The Astrophysical Journal. «Il fenomeno dello schiacciamento dei poli dovuto alla rotazione è ben noto anche per la Terra e i pianeti. Giove, per esempio, ha il diametro attraverso i poli circa il 6-7 per cento più piccolo rispetto a quello sul piano equatoriale. Nel caso della Terra, invece, la differenza è circa del 3 per mille. In pratica, un corpo gassoso/fluido e/o elastico (come possono essere una stella e la Terra, rispettivamente), messo in rotazione, si deforma, perché i punti all’equatore risentono di una maggiore forza centrifuga. La stessa forza che ci inclina a destra, quando in auto curviamo a sinistra, e viceversa».

Un effetto-zucca abbastanza accentuato da risultare visibile? «Nelle stelle in cui s’è misurata una velocità di rotazione molto alta, l’effetto dello schiacciamento ai poli deve essere piuttosto marcato. Tuttavia non siamo in grado di osservarlo né di misurarlo direttamente», chiarisce Mason, «perché le stelle in questione sono troppo lontane. A tutt’oggi è possibile misurare il diametro solo di stelle brillanti la cui distanza da noi non supera qualche decina di parsec tramite tecniche di interferometria o tramite occultazione, per esempio da parte della Luna. Osservazioni di interferometria hanno permesso di verificare lo schiacciamento ai poli di alcune stelle in rapida rotazione. Tra queste Altair, stella tra le più brillanti ad occhio nudo, a una distanza di poco superiore ai 5 parsec e con un periodo di rotazione di sole 9 ore».

Tornando alle 18 stelle-zucca studiate da Kepler e Swift, perché ruotano così veloci? Come prendono l’abbrivio? Pare che trottolino così veloci perché in origine erano, in realtà, sistemi binari a contatto. Coppie di stelle in orbita reciproca molto ravvicinata. Strutture del genere, stando a un modello messo a punto una quarantina d’anni fa dall’astronomo Ronald Webbink, quando uno dei due membri della coppia sta per esaurire il combustibile finiscono per fondersi in un’unica stella. Per un centinaio di milioni di anni, la stella risultante sarà circondata da un disco di gas prodotto dalla fusione. Una volta che il disco si dissipa, ciò che resta è una stella a rapida rotazione. Ebbene, le 18 KSw descritte nello studio sembrano tutte aver attraversato queste fasi, ed essere quindi emerse dal disco che le circondava.

«In questo scenario, possiamo aspettarci di trovare circa 160 di queste stelle in tutto il campo di vista di Kepler. Se teniamo presente che la porzione di quest’ultimo che siamo finora riusciti a perlustrare anche con Swift è molto ridotta, la nostra scoperta è dunque in linea con le attese teoriche», conclude Mason, calcolando che, con la campagna KSwAGS (Kepler-Swift Active Galaxies and Stars survey), lei e i suoi colleghi hanno per ora potuto osservare con Swift circa 6 gradi quadrati sui 100 del campo di Kepler.

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