LE OSSERVAZIONI CON ALMA ANCORA IN CORSO

Assistendo al fine vita di una stella ipergigante

Tracciando le emissioni molecolari nei flussi di uscita intorno alla stella ipergigante rossa VY Canis Majoris, molto più grande e molto più massiccia di Betelgeuse, gli astronomi hanno ottenuto la prima mappa dettagliata della stella. Lo scopo è comprendere come la stella morirà: esplodendo come supernova o collassando silenziosamente in un buco nero?

     21/06/2022
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Rappresentazione artistica della stella ipergigante rossa VY Canis Majoris. Situata a circa 3.009 anni luce dalla Terra, VY Canis Majoris è forse la stella più massiccia della Via Lattea. Crediti: Nasa/Esa/Hubble/R. Humphreys, Università del Minnesota/J. Olmsted, Stsci

È la prima immagine dettagliata di una stella ipergigante morente. La notizia si aggiunge alle numerose che la settimana scorsa hanno animato il 240esimo meeting dell’American Astronomical Society a Pasadena, in California. I risultati offrono una visione dei processi che accompagnano la morte delle stelle giganti su scale mai esplorate prima.

Le stelle supergiganti estreme, note come ipergiganti, sono molto rare e solo poche sono conosciute nella Via Lattea. Ne sono un esempio Betelgeuse, la seconda stella più luminosa della costellazione di Orione, e NML Cygni, nota anche come V1489 Cygni, nella costellazione di Cygnus. A differenza delle stelle di massa inferiore – che hanno maggiori probabilità di gonfiarsi una volta entrate nella fase di gigante rossa, ma che generalmente mantengono una forma sferica – le ipergiganti tendono a subire sostanziali e sporadici eventi di perdita di massa che formano strutture complesse e altamente irregolari composte da archi, ammassi e nodi.

Quella osservata nel nuovo studio invece è VY Canis Majoris, si trova a poco più di tremila anni luce dalla Terra, nella costellazione del Cane Maggiore, e secondo le stime potrebbe essere la stella più massiccia della Via Lattea. È molto più grande e molto più massiccia di Betelgeuse, ed è caratterizzata da violente eruzioni di massa ogni 200 anni circa. Il motivo per cui gli astronomi sono così interessati a queste stelle è che non ne conoscono il destino. Un tempo si pensava che esplodessero come supernove, ma il tasso di supernove osservato in cielo è troppo basso perché questa sia la risposta corretta. L’altra possibilità, ancora tutta da dimostrare, è che esse collassino silenziosamente in buchi neri.

VY Canis Majoris era stata precedentemente osservata con il telescopio spaziale Hubble della Nasa, e la spettroscopia aveva mostrato la presenza di archi distinti e altri ammassi e nodi, molti dei quali si estendono per migliaia di unità astronomiche dalla stella centrale. Nel nuovo studio, invece, i ricercatori hanno cercato di identificare alcune molecole intorno all’ipergigante e di sovrapporle alle immagini preesistenti della distribuzione della polvere, scattate da Hubble. Per vedere le molecole di materiale espulso dalla superficie stellare, i ricercatori hanno utilizzato l’Atacama Large Millimeter Array (Alma) in Cile. Le osservazioni sono ancora in corso, ma sono già state ottenute mappe preliminari di ossido di zolfo, biossido di zolfo, ossido di silicio, ossido di fosforo e cloruro di sodio. Queste hanno permesso di creare un’immagine della struttura globale dell’efflusso molecolare di VY Canis Majoris su scale che comprendono tutto il materiale espulso dalla stella. Spostando le 48 parabole radio di Alma in diverse configurazioni, i ricercatori sono riusciti a ottenere informazioni sulle direzioni e sulle velocità delle molecole e a mapparle nelle diverse regioni dell’involucro dell’ipergigante in modo molto dettagliato, correlandole persino a diversi eventi di espulsione di massa nel corso del tempo.

Lo scopo era comprendere quali sono i meccanismi attraverso cui la stella perde massa, poiché sembrano essere diversi da quelli delle stelle più piccole che entrano nella fase di gigante rossa alla fine della loro vita.

«Non si vede una perdita di massa simmetrica, bensì celle di convezione che attraversano la fotosfera della stella come proiettili giganti ed espellono la massa in direzioni diverse», commenta Lucy Ziurys, ricercatice dell’Università dell’Arizona e coautrice dello studio. «Sono analoghe agli archi coronali che si vedono nel Sole, ma un miliardo di volte più grandi».

Le molecole, spiegano i ricercatori, tracciano gli archi dell’involucro, a conferma del fatto molecole e polvere sono ben mescolate. Ricostruire le mappe delle singole molecole, comunque, è tutt’altro che semplice, soprattutto dal punto di vista computazionale. Richiede, infatti, quasi due giorni per ciascuna molecola. I dati sono ancora in arrivo, e per avere una visione completa della stella e dei fenomeni che la inducono a perdere massa e che la porteranno, prima o poi, alla morte, bisognerà attendere la fine delle osservazioni.