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La luminosità di Betelgeuse sta continuando a diminuire. È giù di una magnitudine 1.506

Betelgeuse continua a diminuire di luminosità e tutti se ne chiedono il motivo. La stella diventerà una supernova alla fine della sua vita, ma questo non dovrebbe avvenire prima di decine di migliaia di anni. Almeno. Quindi cosa sta causando l’oscuramento? Gli astronomi dell’Università di Villanova Edward Guinan e Richard Wasatonic sono stati i primi a riferire il recente oscuramento di Betelgeuse. In un nuovo post su The Astronomer’s Telegram , la coppia di astronomi riporta un ulteriore oscuramento di Betelgeuse.

Sottolineano inoltre che sebbene la stella si oscuri ancora, il suo tasso di attenuazione sta rallentando. Betelgeuse è una   stella supergigante rossa nella costellazione di Orione. Ha lasciato la  sequenza principale  circa un milione di anni fa ed è stata una supergigante rosso per circa  40.000 anni. È un progenitore di SN II a collasso del nucleo, il che significa che alla fine Betelgeuse brucerà abbastanza il suo idrogeno da far collassare il suo nucleo e poi esploderà come una supernova.

“Il comportamento insolito di Betelgeuse dovrebbe essere attentamente seguito.” Edward Guinan e Richard Wasatonic, Università di Villanova.

È conosciuta come una stella variabile semi-regolare, il che significa che la sua luminosità è variabile. Uno dei suoi cicli dura circa 420 giorni e un altro dura circa cinque o sei anni. Un terzo ciclo è più breve; circa 100 a 180 giorni. Sebbene la maggior parte delle sue fluttuazioni siano prevedibili e seguano questi cicli, alcune non lo sono, come l’attuale attenuazione.

Questo grafico dell'American Association of Variable Star Observers (AAVSO) mostra la grandezza di Betelgeuse nella luce visibile (banda V) da agosto 2018 a gennaio 2020. Immagine di credito: AAVSO - AAVSO Light Curve Generator 2 (LCG2)
Questo grafico dell’American Association of Variable Star Observers (AAVSO) mostra la grandezza di Betelgeuse nella luce visibile (banda V) da agosto 2018 a gennaio 2020. Immagine di credito: AAVSO – AAVSO Light Curve Generator 2 (LCG2)

Gli astronomi monitorano Betelgeuse da molto tempo. Le stime visive della stella risalgono a circa 180 anni fa e dagli anni 1920 l’ American Association of Variable Star Observers (AAVSO) ha adottato misurazioni più sistematiche. Circa 40 anni fa gli astronomi dell’Università di Villanova hanno iniziato a effettuare misurazioni fotometriche sistematiche della luminosità di Betelgeuse. I dati della fotometria degli ultimi 25 anni sono i più accurati e secondo questi dati la stella è più fioca che mai.

Questa è una trama di osservazioni di luce visiva di Betelgeuse dall'AAVSO. Ogni cerchio nero rappresenta e l'osservazione individuale da un singolo membro di AAVSO. Ci sono quasi 8.000 osservazioni separate. La trama inizia nel 2010 a sinistra e arriva fino al 2020, dove c'è un notevole calo della luce visibile. Credito d'immagine: American Association of Variable Star Observers.
Questa è una trama di osservazioni di luce visiva di Betelgeuse dall’AAVSO. Ogni cerchio nero rappresenta e l’osservazione individuale da un singolo membro di AAVSO. Ci sono quasi 8.000 osservazioni separate. La trama inizia nel 2010 a sinistra e arriva fino al 2020, dove c’è un notevole calo della luce visibile. Credito d’immagine: American Association of Variable Star Observers.

Secondo il post di Guinan e Wasatonic su Astronomer Telegram, la temperatura di Betelgeuse è diminuita di 100 Kelvin da settembre 2019 e la sua luminosità è diminuita di quasi il 25% nello stesso intervallo di tempo. Secondo tutte queste misurazioni, il raggio della stella è cresciuto di circa il 9%. Questo gonfiore è previsto in base all’età di Betelgeuse.

In un certo senso, siamo fortunati ad avere Betelgeuse così vicino, almeno in termini astronomici. Sono solo circa 650 anni luce di distanza e questo lo rende da cui possiamo trarne un grande insegnamento. È l’unica stella diversa dal nostro Sole sulla quale possiamo vedere i dettagli della superficie. Ciò aiuta gli astrofisici a capire cosa sta succedendo sulla sua superficie e su altre stelle simili.

Betelgeuse è più debole che mai – Credit NASA, ESO. CC Common 4.0

Come tutte le stelle, Betelgeuse genera calore nel suo nucleo attraverso la fusione. Il calore viene trasferito sulla sua superficie per convezione. Le correnti che trasportano il calore sono chiamate celle di convezione che possono essere viste in superficie come chiazze scure. Mentre la stella ruota, queste cellule ruotano dentro e fuori dalla visuale il che contribuisce alla variabilità osservata di Betelgeuse. Le celle di convezione possono essere massicce, ancor più sulla superficie di un’enorme stella come Betelgeuse. Nel 2013 gli scienziati hanno riportato prove di celle di convezione sul Sole che sono durate per mesi . Non è certo, ma potrebbe succedere qualcosa del genere su Betelgeuse, contribuendo all’oscuramento?

Questo fenomeno potrebbe essere attribuito ad una nuvola di gas e polvere che oscura la luce. Col passare del tempo mentre Betelgeuse brucia più del suo combustibile, perde massa. Man mano che perde massa, la sua presa gravitazionale sui suoi bordi esterni si indebolisce e le nuvole di gas sfuggono alla stella nelle regioni circostanti. Ciò potrebbe causare l’attuale episodio di attenuazione.

Betelgeuse
Questa immagine della drammatica nebulosa attorno alla stella supergigante rossa brillante Betelgeuse è stata creata dalle immagini scattate con la telecamera a infrarossi VISIR sul Very Large Telescope (VLT) dell’ESO. Questa struttura, simile alle fiamme che emanano dalla stella, si forma perché il colosso sta gettando il suo materiale nello spazio. Il piccolo cerchio rosso nel mezzo ha un diametro circa quattro volte e mezzo quello dell’orbita terrestre e rappresenta la posizione della superficie visibile di Betelgeuse. Il disco nero corrisponde a una parte molto luminosa dell’immagine che è stata mascherata per consentire la visione della nebulosa più debole.

O potrebbe essere qualcos’altro? Sappiamo molto delle stelle, ma non sappiamo tutto. Inoltre, con Betelgeuse non siamo mai stati in grado di osservare nessun’altra supergigante rosso.

Gli astronomi sanno cosa accadrà, semplicemente non sanno quando

Qualunque sia la causa, sappiamo quale sarà la fine di Betelgeuse: un’esplosione di supernova. A questo punto non è noto se questo oscuramento sia direttamente correlato all’imminente morte cataclismica di questa stella instabile. Come dicono Guinan e Wasatonic sul Telegram di Astronomo, “L’insolito comportamento di Betelgeuse dovrebbe essere attentamente osservato.”

Quando Betelgeuse alla fine diventerà una supernova, sarà l’atto più affascinante della natura a cui un umano abbia mai assistito. Altre supernove come SN 185 e SN 1604 erano molto più lontane di Betelgeuse. Quando Betelgeuse diventa supernova, sarà il terzo oggetto più luminoso nel cielo, dopo il Sole e la Luna piena. Ma alcune stime dicono che sarà ancora più luminoso della Luna. La sua grandiosa luminosità durerà per mesi e proietterà ombre sulla Terra anche di notte. Quindi, dopo circa tre anni, si attenuerà fino alla sua attuale luminosità.

Betelgeuse illuminerà il cielo come nessun’altra supernovae e durerà per mesi, visibile di giorno e proiettando ombre di notte. Quindi dopo circa tre anni, si attenuerà alla sua attuale luminosità. Dopo circa sei anni dalla sua supernova, Betelgeuse non sarà nemmeno visibile nel cielo notturno. Orion the Hunter non ci sarà più. Quando accadrà esattamente tutto questo, nessuno lo sa. E sebbene questo recente oscuramento probabilmente non sia direttamente collegato all’eventuale esplosione di supernova di Betelgeuse, neanche gli astronomi lo sanno con certezza.

Variabilità di Betelgeuse

Betelgeuse
La curva di luce nella banda V di Betelgeuse ripresa nel periodo 12/1998-08/2008. AAVSO

Betelgeuse è una variabile semiregolare, un particolare tipo di variabile pulsante caratterizzato da imprevedibili e spesso elevate fluttuazioni nella luminosità con una ciclicità di qualche mese, che nel caso di Betelgeuse è tra 150 e 300 giorni, che si sovrappongono a periodi di variazione luminosa quasi regolari più estesi, in questo caso di 2070-2355 giorni ovvero circa 5,7 anni; durante questo lasso temporale la stella oscilla senza preavviso intorno alla sua magnitudine apparente media pari a 0,5, con escursioni luminose variabili da ciclo a ciclo. I dati in possesso dell’American Association of Variable Star Observers (AAVSO) mostrano che la magnitudine della stella raggiunse il minimo di 0,2, durante i massimi del 1933 e del 1942, quando arrivava a rivaleggiare con la luminosità di Rigel, mentre il massimo di 1,2, con i minimi del 1927 e del 1941, quando raggiungeva una brillantezza appena superiore a quella della vicina Bellatrix.

Le osservazioni registrate in altre epoche, in particolare quelle di John Herschel, mostrarono che in altri periodi Betelgeuse arrivò ad avere anche un intervallo di luminosità ben più ampio di quello misurato dall’AAVSO, con punte di −0,1 nel massimo del 1852 quando superò la luminosità di Rigel, e minimi di luminosità con magnitudine 1,3 e punte anche di 1,5 e 1,6.

Betelgeuse
Immagine UV che mostra la pulsazione della stella lungo il ciclo di variabilità. Notare la variazione nell’aspetto del punto caldo superficiale. NASA

Dunque è una stella variabile di particolare interesse osservativo: infatti nessun’altra stella di prima grandezza mostra delle marcate variazioni di luminosità in intervalli di tempo così relativamente brevi come Betelgeuse.

I meccanismi alla base delle variazioni luminose della stella non sono stati ancora completamente chiariti, sebbene siano stati oggetto di studi intensivi; per questo motivo è stato necessario ricorrere allo sviluppo di modelli fisico-matematici che spiegassero il fenomeno osservato. Il modello più accreditato da parte degli astronomi prevede che la stella vada incontro per alcuni anni a una lenta espansione, seguita poi da una repentina contrazione degli strati più esterni, che ne provocano una variazione nella superficie radiante, nella temperatura e dunque nell’emissione luminosa.

Le supergiganti rosse manifestano delle pulsazioni per via di instabilità atmosferiche: quando la stella è più contratta, l’atmosfera assorbe una maggiore quantità dell’energia irradiata dalla fotosfera, sicché si riscalda e, in conformità alle leggi dei gas, si espande. Durante la fase di espansione, la densità dell’atmosfera diminuisce; di conseguenza l’energia luminosa l’attraversa con maggiore facilità, mentre il gas si raffredda e man mano si contrae nuovamente. Tuttavia il ciclo di pulsazioni avviene su Betelgeuse con una certa asimmetria, probabilmente dovuta al contributo dei punti caldi cromosferici.

Durante il ciclo pulsatorio, Betelgeuse varia le proprie dimensioni di oltre il 60%, passando da circa 840 ad oltre 1400 R. Inoltre la variabilità della stella sembra esser correlata a periodi di grosse espulsioni di massa e maggior formazione di polveri, così come all’oscillazione, con un andamento secondario di 420 giorni, dei punti caldi riscontrati in superficie.

 

Riferimenti, approfondimenti e pubblicazioni

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