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Scoperte onde sulla superficie delle Stelle Supergiganti Blu

Uno dei misteri delle supergiganti blu le enormi palle di gas che come le stelle del rock and roll che vivono molto velocemente e muoiono giovani, è stato risolto. I ricercatori sono stati in grado di osservare le onde che si propagano attraverso la loro superficie e la scoperta è stata pubblicata su Nature Astronomy. L’astrofisica Dr Tamara Rogers, dell’università di Newcastle, ha guidato la squadra per cinque anni, creando simulazioni delle stelle per determinare che cosa dà alla superficie il suo aspetto brillante.

I supergiganti blu (BSG) si trovano in alto a sinistra del diagramma di Hertzsprung-Russell alla destra della sequenza principale. Sono più grandi del Sole ma più piccoli di una supergigante rossa, con temperature superficiali di 10.000-50.000 K e luminosità da circa 10.000 a un milione di volte il Sole.

Diagramma di Hertzsprung-Russell
Diagramma di Hertzsprung-Russell

Modellando l’interno delle stelle il team ha previsto che le onde gravitazionali come quelle che vediamo nell’oceano potrebbero squarciare la superficie delle stelle. Hanno inoltre predetto l’emergere di un secondo tipo di onda simile alle onde sismiche sulla Terra che vengono generate dal profondo della stella.

Ora, usando i dati raccolti dai telescopi spaziali  Kepler/K2 e TESS un gruppo internazionale di esperti guidati da KU Leuven ha scoperto che quasi tutte le giganti blu brillano e si increspano di luminosità a causa della presenza di onde sulla superficie.

Come previsto, le onde hanno origine nelle zone più profonde delle stelle e forniscono nuove prospettive per lo studio delle supergiganti mediante l’astrosismologia che è simile allo studio dei terremoti sulla Terra.

I lampi di queste stelle erano già noti ma solo ora con le missioni spaziali della NASA siamo stati in grado di comprenderne il fenomeno. Dalla superficie, possiamo determinare la fisica e la chimica del loro interno più profondo, compreso il nucleo sondando l’efficienza con cui il metallo all’interno si muove e come viene prodotto.

Stelle gibanti blu

Uno dei misteri delle stelle supergiganti blu è stato risolto

Prima dei telescopi spaziali Kepler/K2 e TESS della NASA, erano note poche supergiganti blu con luminosità variabile”, afferma Bowman (KU Leuven). “Fino ad ora, non avevamo visto queste onde causare gli scintilii sulla superficie di queste supergiganti. E’ stato necessario osservare ogni singola stella abbastanza a lungo con un rilevatore molto sensibile prima di poterne tracciare la variabilità nel tempo.”

“Ora stiamo entrando nell’era d’oro dell’astrosismologia delle stelle massicce, grazie ai moderni telescopi spaziali: la scoperta di queste onde nelle supergiganti blu ci consente di studiare i progenitori delle supernove da una prospettiva nuova”, conclude Bowman.

Formazione

Le supergiganti sono stelle di grande massa, le più grandi e più luminose tra tutte le stelle della sequenza principale. Sono di classe B con masse iniziali intorno 10-300  M☉ evolvono dalla sequenza principale in pochi milioni di anni  mentre l’idrogeno si consuma e gli elementi pesanti compaiono vicino la superficie della stella. Queste stelle di solito diventano supergiganti blu anche se alcune di esse si evolvano direttamente nelle stelle di Wolf-Rayet. L’espansione nello stadio supergigante si verifica non solo quando l’idrogeno nel nucleo della stella si esaurisce ma anche quando gli elementi pesanti vengono dragati verso la superficie per convezione e perdita di massa a causa dell’aumento della pressione radioattiva.

Rigel
Rigel e la nebulosa IC 2118

Proprietà

A causa delle loro masse estreme hanno una durata di vita relativamente breve e si osservano principalmente in giovani strutture cosmiche come ammassi aperti, le braccia di galassie a spirale e in galassie irregolari. Sono raramente osservati nei nuclei delle galassie a spirale, nelle galassie ellittiche o nei cluster globulari, la maggior parte dei quali si ritiene siano composti da stelle più vecchie, sebbene il nucleo della Via Lattea sia stato recentemente scoperto come sede di numerosi massicci ammassi e giovani associati stelle calde.

Spettro di una stella B2
Spettro di una stella B2.

L’esempio più noto è Rigel, la stella più luminosa della costellazione di Orione. La sua massa è circa 20 volte quella del Sole e la sua luminosità è di circa 117.000 volte maggiore. Le giganti blu, nonostante la loro rarità e le loro brevi vite sono fortemente rappresentate tra le stelle visibili ad occhio nudo; la loro immensa luminosità è più che sufficiente per compensare la loro scarsità.

I supergiganti blu hanno venti stellari veloci e tra i più luminosi. Hanno uno spettro dominato da linee di emissione che indicano una forte perdita di massa dominato da continui. Le supergiganti blu mostrano quantità variabili di elementi pesanti nei loro spettri, a seconda dell’età e dell’efficienza con cui i prodotti della nucleosintesi sono convogliati, dal nucleo fino alla superficie. Le supergiganti che ruotano molto velocemente possono essere altamente miscelate e possono mostrare alte quantità di elio ed elementi più pesanti mentre continuano a bruciare idrogeno nel nucleo.

Quando una supergigante rossa diventa una supergigante blu, il vento più veloce produce impatti sul vento lento emesso in precedenza facendo condensare il materiale in uscita in un guscio sottile. In alcuni casi si possono vedere numerosi gusci concentrici dovuti a episodi di perdita di massa.

Riferimenti

KU Leuven. “Le stelle blu supergiganti aprono le porte al concerto nello spazio: quasi tutte le supergiganti blu brillano di luminosità a causa delle onde sulla loro superficie”. ScienceDaily 6 maggio 2019. 

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