Nel sistema binario chiamato Mira, una stella gigante rossa trasferisce massa a una nana bianca. Crediti: Nasa/Cxc/M.Weiss
Per la prima volta, gli astronomi dell’Università di Sydney hanno trovato un nuovo tipo di stella gigante rossa: una gigante rossa, per così dire, più “snella”. Si pensa che queste stelle, appartenenti a sistemi binari, abbiano subito una considerevole perdita di peso, probabilmente a causa della presenza di una vorace vicina.
Pubblicata su Nature Astronomy, la scoperta rappresenta un importante passo avanti verso la comprensione dell’evoluzione delle stelle nella Via Lattea.
Nella nostra galassia sono state trovate milioni di stelle giganti rosse. Questi oggetti (relativamente) freddi e luminosi sono ciò che il Sole diventerà tra quattro miliardi di anni. Da tempo gli astronomi avevano previsto l’esistenza di giganti più snelle delle normali giganti rosse e ora finalmente è stata confermata la loro esistenza. «Siamo stati estremamente fortunati a trovare circa 40 giganti rosse più snelle, nascoste in un mare di giganti normali. Le giganti rosse più snelle sono di dimensioni inferiori o meno massicce delle normali giganti rosse», afferma Yaguang Li dell’Università di Sydney.
Ma qual è il segreto di queste stelle? Come e perché sono “dimagrite”?
La maggior parte delle stelle si trovano in sistemi binari, ossia sistemi di due stelle che sono legate gravitazionalmente l’una all’altra. Quando in un sistema binario una delle due stelle si espande, come succede quando invecchiano, del materiale può raggiungere la sfera gravitazionale della stella compagna e venirne risucchiato. «Nel caso delle giganti rosse relativamente piccole, pensiamo che potrebbe essere presente una compagna», spiega Li. Una compagna che ha fatto proprio questo: mangiarsi parte della vicina.
Il team ha analizzato i dati d’archivio della missione Kepler della Nasa. Dal 2009 al 2013, il telescopio ha registrato continuamente variazioni di luminosità su decine di migliaia di giganti rosse. Utilizzando questo set di dati incredibilmente accurato e di grandi dimensioni, il team ha condotto un censimento completo di questa popolazione stellare, fornendo le basi per individuare eventuali valori anomali.
Per determinare le proprietà delle giganti rosse, i ricercatori si sono affidati all’astrosismologia – lo studio delle vibrazioni stellari. I metodi tradizionali per studiare una stella sono limitati allo studio delle loro proprietà superficiali, ad esempio temperatura superficiale e luminosità. Al contrario, l’astrosismologia, che utilizza le onde sonore, indaga al di sotto della loro superficie. Con questo metodo, hanno potuto determinare con precisione gli stadi evolutivi, le masse e le dimensioni delle stelle. E quando hanno esaminato la distribuzione di queste proprietà, hanno immediatamente notato qualcosa di strano.
Sono stati rivelati due tipi insoliti di stelle: giganti rosse di massa molto piccola e giganti rosse sottoluminose (più deboli).
Le stelle di massa molto piccola pesano solo da 0,5 a 0,7 masse solari, ossia circa la metà del Sole. Se le stelle di massa molto piccola non fossero diventate tali per un’improvvisa perdita di peso, la loro massa indicherebbe che sono più vecchie dell’età dell’universo, cosa impossibile. «Quando abbiamo ottenuto per la prima volta le masse di queste stelle, abbiamo pensato che ci fosse qualcosa di sbagliato nella misurazione», confessa Li. «Ma poi abbiamo scoperto che non era così».
Le stelle sottoluminose, d’altra parte, hanno masse normali – che vanno da 0,8 a 2 masse solari. «Tuttavia, sono molto meno giganti di quanto ci aspettiamo», afferma Simon Murphy della University Southern Queensland, coautore dello studio. «Sono leggermente “dimagrite” e, poiché sono più piccole, sono anche più deboli, quindi sottoluminose rispetto alle normali giganti rosse».
Di queste stelle sottoluminose ne sono state trovate solo sette ma gli autori sospettano che nel campione se ne nascondano molte altre. «Il problema è che la maggior parte di loro è molto brava a mimetizzarsi. Trovarle è stata una vera caccia al tesoro», racconta Murphy.
Questi risultati non potevano essere spiegati partendo semplicemente dalla teoria dell’evoluzione stellare. Ciò ha portato i ricercatori a concludere che un altro meccanismo deve essere all’opera, costringendo queste stelle a subire una drastica perdita di peso: il furto di massa da parte delle stelle vicine.
«Setacciando attentamente i dati del telescopio spaziale Kepler della Nasa, Yaguang ha individuato qualcosa che tutti gli altri avevano perso», conclude soddisfatto Tim Bedding, supervisore di Li.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “Discovery of post-mass-transfer helium-burning red giants using asteroseismology” di Yaguang Li, Timothy R. Bedding, Simon J. Murphy, Dennis Stello, Yifan Chen, Daniel Huber, Meridith Joyce, Dion Marks, Xianfei Zhang, Shaolan Bi, Isabel L. Colman, Michael R. Hayden, Daniel R. Hey, Gang Li, Benjamin T. Montet, Sanjib Sharma & Yaqian Wu