Un articolo accettato per la pubblicazione sulla rivista “The Astrophysical Journal” riporta uno studio sulla stella R136a1, forse la più massiccia conosciuta. Un team di ricercatori ha spinto ai suoi limiti lo strumento Zorro montato sul telescopio Gemini Sud per osservare R136a1, o RMC 136a1. I risultati suggeriscono che sia meno massiccia rispetto alle stime precedenti, che arrivavano anche a oltre 300 volte la massa del Sole. Rimane un colosso dato che la nuova stima ha un picco di probabilità a 196 volte la massa del Sole. Anche due “sorelle” potrebbero essere meno massicce di quanto stimato in precedenza dato che questo studio stima la massa della stella R136a2 a circa 151 volte quella del Sole e la massa della stella R136a3 a circa 155 volte quella del Sole. Capire meglio queste stelle così enormi aiuta a prevedere meglio la loro fine e gli elementi chimici che verranno creato in quella fase.
La storia dello studio della stella R136a1 e delle sue sorelle comincia nel lontano 1960, quando uno strano oggetto venne scoperto da astronomi che stavano studiando un ammasso stellare nella Grande Nube di Magellano all’Osservatorio Radcliffe di Pretoria, in Sud Africa. L’oggetto venne catalocato come RMC 136, o semplicemente R136, e da subito gli astronomi immaginarono che si trattasse di un sistema multiplo. Solo nel 1979 fu possibile distinguere alcune delle stelle e le più massicce attirarono l’attenzione perché risultarono davvero colossali.
L’immagine in alto (International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA. Elaborazione: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF’s NOIRLab), M. Zamani (NSF’s NOIRLab) & D. de Martin (NSF’s NOIRLab)) mostra al centro le stelle R136a1, R136a2 e R136a3 viste dallo strumento Zorro alla luce visibile. L’immagine in basso (ESO/M. Kornmesser) mostra un confronto tra le dimensioni di vari tipi di stelle: una nana rossa, il Sole, una stella blu di classe B e R136a1.
A una distanza di circa 160.000 anni luce, non è facile studiare singole stelle, anche se sono estremamente massicce e quindi alcuni milioni di volte più luminose del Sole. R136a1, R136a2 e R136a3 sono stelle di Wolf-Rayet, una classe di stelle molto luminose, anche agli ultravioletti, e in particolare sono classificate nel tipo spettrale WN5h. Secondo i modelli riguardanti l’evoluzione stellare, dovrebbero morire in una supernova a instabilità di coppia e generare molti elementi pesanti.
Gli astronomi si basano sulla luminosità e sulla temperatura di una stella per determinarne la massa. Ciò richiede osservazioni di elevata qualità, un risultato non facile da ottenere con un gruppo di stelle vicine nella Grande Nube di Magellano. Lo strumento Zorro è stato usato ai suoi limiti impiegando una tecnica di speckle imaging per ridurre le distorsioni causate dall’atmosfera terrestre. Ciò ha permesso di separare la luminosità delle singole stelle dell’ammasso R136.
L’analisi delle osservazioni indica che le tre colossali stelle di classe WN5h sono meno massicce rispetto alle stime precedenti. Una stima basata su osservazioni condotte usando il telescopio spaziale Hubble pubblicata nel maggio 2016 sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” indicava che la massa della stella R136a1 era addirittura 315 volte quella del Sole. Il margine di errore di queste stime è ampio, di alcune decine di masse solari, perciò il limite superiore di quella stima era addirittura di 375 masse solari. Le 196 masse solari della nuova stima con un limite superiore di 240 masse solari sono notevolmente inferiori.
Le differenze nei risultati riguardanti le stelle R136a2 e R136a3 non sono così ampie ma anch’esse risultano decisamente meno massicce in questo nuovo studio. Anche considerando i limiti superiori, le stime per queste due stelle arrivano a “sole” 180 masse solari mentre i picchi di probabilità indicano che la massa della stella R136a2 è circa 151 volte quella del Sole e la massa della stella R136a3 è circa 155 volte quella del Sole.
Se la validità dei risultati ottenuti con lo strumento Zorro e della loro analisi verrà confermata, ciò significa che le previsioni riguardanti le stelle più massicce conosciute potrebbero dover essere riviste. La loro fine potrebbe dare risultati diversi per quanto riguarda la produzione di elementi chimici pesanti e le supernove a instabilità di coppia potrebbero essere più rare di quanto si pensasse perché ci sono meno stelle talmente massicce da esplodere in una supernova di quel tipo.
Questo studio è basato su metodi diversi da quelli soliti per determinare masse stellari e gli stessi autori sono cauti riguardo alla precisione dei risultati. Le stelle di Wolf-Rayet espellono parte della loro massa e ciò aggiunge difficoltà nel loro studio con interpretazioni dei dati basate su modelli che vengono migliorati nel corso del tempo. Le nuove informazioni raccolte aiuteranno sicuramente lo studio di stelle estreme a prescindere dalla precisione dei risultati ottenuti nello studio.
