Questa illustrazione mostra i cambiamenti nella luminosità della stella supergigante rossa Betelgeuse, in seguito alla titanica espulsione di massa avvenuta sulla sua superficie visibile. Il materiale in fuga si è raffreddato per formare una nube di polvere che ha temporaneamente reso la stella più fioca, vista dalla Terra. Questa convulsione stellare senza precedenti ha interrotto il periodo di oscillazione di 400 giorni della stella che gli astronomi avevano misurato per più di 200 anni. Crediti: Nasa, Esa, Elizabeth Wheatley (Stsci)
Analizzando i dati del telescopio spaziale Hubble e di molti altri osservatori, gli astronomi hanno concluso che la supergigante rossa Betelgeuse nel 2019 ha perso una parte consistente della sua superficie in seguito a una gigantesca espulsione di massa superficiale (Sme, da surface mass ejection).
Sebbene il Sole manifesti normalmente espulsioni coronali di massa (Cme, acronimo di coronal mass ejection) che soffiano via piccole parti dell’atmosfera esterna, gli astronomi non avevano mai assistito a una così grande quantità di superficie visibile di una stella lanciata nello spazio. L’espulsione avvenuta su Betelgeuse ha infatti rilasciato una massa 400 miliardi di volte superiore a quella di una tipica espulsione di massa coronale. Pertanto, le espulsioni di massa superficiale e le espulsioni di massa coronale potrebbero essere eventi diversi.
La stella – attualmente così grande che, se sostituisse il Sole al centro del Sistema solare, la sua superficie esterna si estenderebbe oltre l’orbita di Giove – si sta ancora lentamente riprendendo da questo sconvolgimento catastrofico. «In questo momento, Betelgeuse sta continuando a fare alcune cose molto insolite; è come se il suo interno stesse rimbalzando», racconta Andrea Dupree del Center for Astrophysics | Harvard e Smithsonian a Cambridge, Massachusetts.
Dupree ha utilizzato i dati di Hubble per studiare i punti caldi sulla superficie della stella nel 1996 (era la prima immagine diretta di una stella diversa dal Sole). Dati che si sono rivelati fondamentali per aiutare a risolvere il mistero, insieme ai nuovi dati spettroscopici e di imaging prodotti dall’osservatorio robotico Stella, dal Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph (Tres) dell’Osservatorio Fred L. Whipple, dal Solar Terrestrial Relations Observatory (Stereo-A) della Nasa, dal telescopio spaziale Hubble e dall’American Association of Variable Osservatori stellari (Aavso).
Queste nuove osservazioni forniscono indizi importanti su come le stelle rosse in tarda età perdono massa quando i loro “forni” a fusione nucleare si esauriscono, prima di esplodere come supernove. La perdita di massa influisce in modo significativo sul loro destino. Tuttavia, l’evento di perdita di massa non è necessariamente il segnale di un’esplosione imminente.
Dupree sta ora mettendo insieme tutti i pezzi del puzzle dello strano comportamento della stella – prima, durante e dopo l’eruzione – per definire una storia coerente della convulsione titanica. «Non avevamo mai visto un’enorme espulsione di massa dalla superficie di una stella. È qualcosa che non comprendiamo completamente. Un fenomeno totalmente nuovo che possiamo osservare direttamente, risolvendo i dettagli della superficie con Hubble. Stiamo osservando l’evoluzione stellare in tempo reale».
L’esplosione del 2019 è stata probabilmente causata da un pennacchio convettivo, largo più di un milione e mezzo di chilometri, che ribolle dalle profondità della stella. Ha prodotto uno shock e pulsazioni che hanno fatto esplodere parte della fotosfera. Il pezzo di fotosfera, con una massa diverse volte quella della Luna, si è allontanato nello spazio e si è raffreddato per formare una nube di polvere che ha bloccato la luce della stella. L’oscuramento, iniziato alla fine del 2019 e durato alcuni mesi, si è potuto percepire senza difficoltà anche dagli osservatori terrestri, che hanno osservato la stella cambiare luminosità. Il telescopio spaziale Jwst potrebbe essere in grado di rilevare il materiale espulso nella luce infrarossa mentre continua ad allontanarsi dalla stella.
Ancora più sorprendentemente, la frequenza di pulsazione di 400 giorni della supergigante è ora scomparsa, forse temporaneamente. Per quasi 200 anni gli astronomi hanno misurato questa pulsazione evidente nei cambiamenti nelle variazioni di luminosità e nei movimenti della superficie di Betelgeuse. Gli spettri di Tres e di Hubble indicano che gli strati esterni potrebbero essere tornati alla normalità, ma mentre la fotosfera si sta ricostruendo, la superficie continua a muoversi come un piatto di gelatina da dessert.
Per saperne di più:
- Leggi il preprint dell’articolo in uscita su The Astrophysical Journal “The Great Dimming of Betelgeuse: a Surface Mass Ejection (SME) and its Consequences”, di Andrea K. Dupree, Klaus G. Strassmeier, Thomas Calderwood, Thomas Granzer, Michael Weber, Kateryna Kravchenko, Lynn D. Matthews, Miguel Montarges, James Tappin e William T. Thompson