Un team internazionale di scienziati ha pubblicato questa settimana sulla rivista Nature Astronomy i risultati di molti anni di ricerca su una delle stelle più grandi conosciute nell’universo. Si chiama Woh G64 e si trova nella Grande Nube di Magellano, una galassia nana satellite della Via Lattea. Nel giro di pochi anni – un arco di tempo sorprendentemente breve per una stella – ha subito una trasformazione importante e le premesse per una sua imminente esplosione ci sono tutte.
Rappresentazione artistica dei due volti di Woh G64: una supergigante rossa dalla sua scoperta fino al 2013 e un sistema binario con un’iper gigante gialla e una stella calda dal 2014. Immagine generata dall’IA. Crediti: Patryk Iwanek / Ogle
Woh G64 è stata scoperta negli anni ’80. Ben presto è diventato chiaro che si trattava di una stella massiccia ed estremamente fredda, di dimensioni quasi da record, con un raggio superiore a 1.500 volte quello del Sole. Una supergigante rossa, insomma.
Le stelle, si sa, più sono massicce e meno campano. In particolare, le stelle molto massicce hanno una durata di solo alcuni milioni di anni, e la fase di supergigante rossa rappresenta una delle fasi finali della loro evoluzione, che in genere culmina in una supernova o nel collasso in buco nero senza un’esplosione visibile. Tuttavia, queste fasi finali dell’evoluzione stellare rimangono poco studiate dal punto di vista osservativo.
Woh G64 è stata monitorata fotometricamente negli ultimi decenni, dall’inizio di questo secolo dall’indagine polacca Ogle. Durante la terza fase del progetto (2001-2009), gli astronomi hanno rilevato variazioni periodiche regolari nella luminosità della stella, causate da pulsazioni simili a quelle delle stelle di tipo Mira, ma con un periodo insolitamente lungo di 886 giorni. La stella è stata inclusa nella Ogle Collection of Variable Stars con il nome Ogle-Lmc-Lpv-06819.
La stella è stata osservata anche spettroscopicamente. Verso la metà dello scorso decennio, i ricercatori hanno scoperto che il suo spettro aveva subito cambiamenti radicali: Woh G64 ora appare completamente diversa da come era 20 anni fa. La sua temperatura superficiale è aumentata di circa 1.000 K. Le continue osservazioni fotometriche durante la quarta fase del progetto Ogle (dal 2010), integrate dai dati di altre indagini, hanno rivelato che la variabilità periodica osservata in precedenza era scomparsa. Hanno anche mostrato un drastico cambiamento nel colore della stella, coerente con l’aumento della temperatura. La svolta è avvenuta intorno al 2011, quando la luminosità della stella è improvvisamente diminuita. E quando è tornata alla sua luminosità precedente nel 2013-2014, ha rivelato una nuova identità.
Invece di esplodere come una supernova, la stella si è evoluta da una fredda supergigante rossa in una cosiddetta stella simbiotica, un sistema binario composto da un’ipergigante gialla (ancora enorme ma significativamente più calda di prima) e da una compagna legata gravitazionalmente. Questa compagna è una stella simile al Sole, anche se molte volte più massiccia, più calda e più luminosa del Sole, che emette principalmente luce blu. L’ipergigante gialla è grande quasi la metà della precedente supergigante rossa. Come dimostrano queste osservazioni, le fasi finali dell’evoluzione stellare possono seguire percorsi diversi.
Rappresentazione artistica dei due volti di Woh G64 sullo sfondo stellare della Nube di Magellano. La stella centrale è la vera Woh G64. Immagini stellari generate dall’IA. Crediti: Jan Skowron / Ogle
Per spiegare una trasformazione così radicale gli scenari plausibili sembrano essere due.
Il primo è legato alla natura binaria del sistema. Man mano che l’involucro della stella più massiccia si espandeva, la compagna è finita per essere inglobata sotto la sua superficie, facendo apparire il sistema esternamente come un’unica supergigante rossa. Questa fase è nota come fase dell’involucro comune nell’evoluzione binaria. L’interazione tra la stella inglobata e l’involucro della sua compagna massiccia ha probabilmente innescato l’espulsione degli strati esterni. All’inizio degli anni 2010, il sistema binario originale è riemerso, ora visibile come una stella blu e un’ipergigante gialla, ciò che rimane dell’ex supergigante rossa dopo aver perso gli strati più esterni.
Lo scenario alternativo ipotizza che l’ipergigante gialla abbia espulso enormi quantità di massa qualche tempo fa. Questo materiale espulso potrebbe aver oscurato l’intero sistema binario per molti anni, facendolo apparire come una supergigante rossa. All’inizio degli anni 2000, la materia circostante si è dispersa abbastanza da permettere a Woh G64 di riapparire nella sua forma originale come sistema simbiotico: una stella blu accoppiata con un’ipergigante gialla.
Qual è il futuro del sistema? Il suo destino rimane incerto, ma la componente massiccia molto probabilmente esploderà come una supernova. Un’altra possibilità è che il sistema finisca per formare un buco nero, sia attraverso il collasso gravitazionale dell’ipergigante in una fase successiva della sua evoluzione, sia come risultato di una fusione con la sua compagna blu.
Ciò che è certo è che Woh G64 sta offrendo un’opportunità unica per osservare in tempo reale le fasi finali dell’evoluzione delle stelle massicce e il ruolo cruciale che la binarietà può svolgere nel plasmare questo processo. Le osservazioni continue nei prossimi decenni approfondiranno senza dubbio la nostra comprensione di come si evolvono le stelle massicce.
Lo studio di Woh G64 evidenzia anche l’importanza delle survey su larga scala che monitorano milioni di stelle, come il progetto Ogle. Tali osservazioni a lungo termine consentono non solo di scoprire oggetti rari e straordinari come questo, ma anche di tracciare i loro comportamenti precedentemente sconosciuti su scale temporali sempre più lunghe.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “The dramatic transition of the extreme Red Supergiant WOH G64 to a Yellow Hypergiant” di Gonzalo Muñoz-Sanchez, Maria Kalitsounaki, Stephan de Wit, Konstantinos Antoniadis, Alceste Zoe Bonanos, Emmanouil Zapartas, Konstantina Boutsia, Evangelia Christodoulou, Grigoris Maravelias, Igor Soszyński, Andrzej Udalski