Betelgeuse è una supergigante rossa circa 100.000 volte più luminosa e oltre 400 milioni di volte più grande del Sole. È la decima stella più luminosa nel cielo notturno. Situata a circa 600 anni luce dalla Terra nella costellazione di Orione, è una stella la cui luminosità varia nel tempo. Stelle variabili, è così che le chiamano gli addetti ai lavori. Betelgeuse, in particolare, va incontro a complessi cicli di variazione di luminosità che sono impressi nella sua curva di luce e che si verificano su scale temporali differenti: un ciclo di variabilità che copre un periodo di poco più di un anno, 416 giorni per essere precisi, e un ciclo più lungo, di 2170 giorni. Uno di questi due cicli è dovuto alla pulsazione della stella. Si tratta di una variazione intrinseca della luminosità dovuta a successive espansioni e contrazioni degli strati superficiali della stella stessa – quello che gli astronomi chiamano modalità di pulsazione fondamentale, la cui durata dà indicazioni sullo stadio evolutivo nel quale si trova. La domanda è: quale dei due cicli costituisce la modalità fondamentale di Betelgeuse? E cosa ci dice circa la sua evoluzione?
Illustrazione artistica che mostra Betelbuddy in orbita attorno a Betelgeuse. Crediti: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation
Se il ciclo di 2.170 giorni fosse dovuto alla pulsazione intrinseca della stella, ciò collocherebbe l’attuale stadio evolutivo di Betelgeuse in una fase avanzata della sua vita, il che significherebbe che la stella sarebbe pronta ad esplodere come supernova entro le prossime decine o centinaia di anni. Viceversa, se la modalità fondamentale è il ciclo di 416 giorni, la stella non sarebbe destinata ad esplodere se non fra centinaia di migliaia di anni.
Diversi studi suggeriscono che quest’ultima ipotesi sia quella più plausibile: per vedere esplodere la stella dovremmo dunque aspettare ancora a lungo. La domanda a questo punto è: a cosa è dovuto il periodo di variazione della luminosità di 2.170 giorni della stella? Un team di ricercatori guidati dal Flatiron Institute, negli Usa, pare abbia trovato la risposta: ad essere responsabile dello schema di luminosità – chiamato dagli addetti ai lavori periodo secondario lungo, Long secondary period (Lsp) in inglese – potrebbe essere la presenza di una stella compagna che le orbita attorno.
I ricercatori hanno chiamato questa ipotetica stella “Betelbuddy“, amica di Betelgeuse in italiano, e nel sistema agirebbe come uno spazzaneve: mentre orbita attorno a Betelgeuse lungo la nostra linea di vista, la stella – denominata formalmente Alpha Ori B – spazzerebbe via le polveri che la circondano, impedendogli di bloccare la luce in arrivo e facendo apparire ciclicamente Betelgeuse più luminosa.
Nello studio, accettato per la pubblicazione sulla rivista The Astrophysical Journal, i ricercatori hanno indagato diversi meccanismi e circostanze in grado di causare la variabilità a lungo termine della luminosità di Betelgeuse: celle convettive giganti, rotazione differenziale, magnetismo, e persino la presenza di una stella compagna.
Dopo aver combinato i dati di osservazioni dirette di Betelgeuse con modelli computerizzati avanzati che simulano l’attività della stella, il team ha concluso che l’esistenza di “Betelbuddy” è di gran lunga la spiegazione più probabile. Betelgeuse, dunque, potrebbe far parte di un sistema binario.
«Non ha funzionato nient’altro», dice Jared Goldberg, ricercatore al Flatiron Institute e primo autore dello studio. «Se non c’è Betelbuddy, allora significa che c’è qualcosa di molto più strano in atto, qualcosa di impossibile da spiegare con la fisica attuale».
Infografica che descrive come Betelbuddy potrebbe influenzare la luminosità apparente di Betelgeuse. Crediti: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation
I ricercatori devono ancora stabilire cosa sia esattamente Betelbuddy, ma presumono che si tratti di una stella con una massa pari a quasi due volte quella del Sole, distante da Betelgeuse circa 1 miliardo e 300 milioni di chilometri.
«A parte i vincoli orbitali e di massa, è difficile dire cosa sia effettivamente la stella compagna» sottolinea Meridith Joyce, ricercatrice dell’Università del Wyoming, negli Usa, e co-autrice dello studio. «Una stella simile al Sole è il tipo di compagna più probabile, ma questa non è affatto una risposta definitiva. Un’ipotesi più esotica che personalmente mi piace» aggiunge a questo proposito la ricercatrice, «è che la compagna sia una stella di neutroni, ovvero il nucleo di una stella che è già esplosa come supernova. Se così fosse, potremmo ottenere delle evidenze con delle osservazioni in banda X, che però non abbiamo. Dovremmo dunque guardarci di nuovo».
Con il miglioramento della sensibilità degli strumenti dotati di potenti coronografi e di sistemi di ottica adattiva progettati per la ricerca di pianeti, concludono i ricercatori, possiamo essere ottimisti sul fatto che in futuro la stella compagna sarà rilevabile. Attualmente, dicono, la migliore possibilità di confermare o confutare la sua esistenza è mediante osservazioni radio-interferometriche mirate, ripetute e continue durante tutto il ciclo di variabilità a lungo termine.
Per saperne di più:
- Leggi su arxiv.org il preprint dell’articolo accettato per la pubblicazione su Apj “A Buddy for Betelgeuse: Binarity as the Origin of the Long Secondary Period in α Orionis” di Jared A. Goldberg, Meridith Joyce e László Molnár