Forse nel sistema di Eta Carinae c’erano tre stelle e una venne distrutta

Due articoli pubblicati sulla rivista “The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” descrivono diversi aspetti di una ricerca che offre una spiegazione alla Grande Eruzione, un evento in cui la luminosità del sistema di Eta Carinae aumentò tra il 1820 e il 1843. Un team di astronomi ha usato vari telescopi per raccogliere nuove informazioni su ciò che è avvenuto in quell’area concludendo che in origine c’erano tre stelle la cui interazione finì per portare alla distruzione di una di esse.

Distante circa 7.500 anni luce dalla Terra, il sistema di Eta Carinae fu per alcuni decenni la seconda stella più brillante nel cielo dopo aver raggiunto il picco di luminosità nel 1843. Per quel motivo, nel XIX secolo divenne celebre ma gli strumenti dell’epoca non permisero agli astronomi di esaminare la Grande Eruzione in modo sufficientemente dettagliato per spiegarne le cause. Dopo quasi due secoli, gli strumenti di nuova generazione potrebbero finalmente permettere di ricostruire gli eventi osservati all’epoca in quello che è stato definito un lavoro di astronomia forense.

Un team di astronomi guidato da Nathan Smith dell’Università dell’Arizona e Armin Rest dello Space Telescope Science Institute ha compiuto quel lavoro sfruttando una sorta di eco luminoso di quegli eventi. In parole povere, una parte della luce emessa dalla Grande Eruzione è rimbalzata su polvere interstellare raggiungendo la Terra solo recentemente perché vi è arrivata per una strada indiretta, che è più lunga.

Vari echi luminosi della Grande Eruzione sono stati rilevati a partire dal 2003 dal telescopio di 8 metri dell’Osservatorio Gemini South in Cile, dal telescopio Blanco da 4 metri all’osservatorio di Cerro Tololo, in Cile, e dal Magellan Telescope dell’Osservatorio Las Campanas. Le analisi spettroscopiche hanno permesso di esaminare gli echi e di ricostruire l’espansione dei materiali che seguì quell’evento.

In particolare, la spettroscopia ottenuta all’Osservatorio Gemini ha permesso di stimare la velocità dell’espansione dei gas in quell’esplosione tra 10.000 e 20.000 chilometri al secondo. Si tratta di velocità tipiche delle supernove, dove c’è una distruzione della stella ma è la prima volta che vengono rilevate in un evento in cui una stella sopravvive. I nuovi dati aggiungono un mistero al mistero della Grande Eruzione ma alla fine potrebbero anche aver contribuito alla sua soluzione.

Secondo i ricercatori, la spiegazione per la Grande Eruzione e ciò che è stato osservato nel sistema di Eta Carinae è che in origine vi fossero tre stelle e che due di essere si siano fuse in una molto massiccia. L’immagine in alto (NASA, ESA, and A. Feild (STScI)) illustra il possibile scenario che ha portato a quell’esplosione nei 6 riquadri.

  1. Eta Carinae inizialmente era un sistema a tre stelle. Due stelle massicce (A e B) nel sistema sono in orbita stretta e una terza compagna C sta orbitando molto più lontano.
  2. Quando la più massiccia delle stelle binarie vicine (A) si avvicina alla fine della sua vita, inizia ad espandersi e scarica la maggior parte del suo materiale sulla sorella, leggermente più piccola (B).
  3. La sorella (B) ammassa fino a circa 100 masse solari e diventa estremamente luminosa. La stella donatrice (A) è stata spogliata dei suoi strati di idrogeno, esponendo il suo nucleo di elio caldo. Il trasferimento di massa altera l’equilibrio gravitazionale del sistema e la stella ridotta a un nucleo di elio si allontana ulteriormente dalla mostruosa sorella.
  4. La stella ridotta a un nucleo di elio di conseguenza interagisce gravitazionalmente con la stella più esterna (C), tirandola nella mischia. Le due stelle si scambiano i posti e la stella più esterna viene spinta verso l’interno.
  5. La stella C, muovendosi verso l’interno, interagisce con la sorella estremamente massiccio, creando un disco di materiale attorno alla stella gigante.
  6. Alla fine, la stella C si fonde con la stella massiccia, producendo un evento esplosivo che forma lobi bipolari di materiale espulso dalla sorella mostruosa. Nel frattempo, la compagna sopravvissuta, A, si stabilisce in un’orbita allungata attorno alla coppia ora fusa. Ogni 5,5 anni passa attraverso l’involucro gassoso esterno della stella gigante, producendo onde d’urto che vengono rilevate nei raggi X.

Gli astronomi si aspettano una vera supernova nel sistema di Eta Carinae, nel frattempo cercano di studiare momenti dell’evoluzione di stelle massicce e interazioni tra diverse stelle. Poche settimane fa, un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” descriveva una ricerca su quel sistema che concludeva che probabilmente le due stelle stanno accelerando particelle ad altissima energia e che alcune raggiungeranno la Terra sotto forma di raggi cosmici. Insomma, si tratta di un sistema che dopo quasi due secoli di osservazioni continua a essere estremamente interessante.

Il sistema di Eta Carinae (Immagine NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team)
Il sistema di Eta Carinae (Immagine NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team)

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