La stellaRW Cephei, 16.000 anni luce dalla Terra ha per un periodoperso un terzo della sua luminosità, un evento di portata insolita che ha indotto gli astronomi a investigare sulle ragioni dell’evento che difficilmente poteva essere causato dai meccanismi più diffusi come il transito della compagna nel caso di un sistema binario, perché RW Cephei è unastella solitariail cui raggio inoltre corrisponde amille voltequello del Sole: se ne prendesse il posto, con le proprie dimensioniingloberebbe tutti i pianeti fino a Giove.
L’oscuramento è stato osservato dagli astronomi attraverso ilCHARA Array(Center for High Angular Resolution Astronomy) della Georgia State University, uninterferometroottico composto da sei telescopi con un’apertura di un metro ciascuno che operano all’unisono: “Abbiamo effettuato le nostre prime osservazioni con CHARA nel dicembre 2022, poco prima della chiusura meteorologica invernale, ma i risultati sono stati così notevoli che abbiamo deciso di proseguire con ulteriori osservazioni una volta che la stella fosse stata nuovamente accessibile” spiega Narsireddy Anugu, primo autore dello studio e alla guida del team internazionale di ricercatori che ha lavorato per ottenere le immagini dettagliate di RW Cephei al fine di identificare la causa dello sbiadimento.
Il calo di luminosità di RW Cephei nel 2022 è stato drasticamente superiore rispetto agli anni precedenti
“La stella si sta oscurando in modo significativo invece di riprendere luminosità. Il fenomeno che avviene su RW Cephei potrebbe essere simile a quello verificatosi sulla supergigante rossaBetelgeusealla fine del 2019” aggiungono gli astronomi Wolfgang Vollmann e Costantino Sigismondi.
L’oscuramento di Betelgeuse, di cui molto si è parlato anche al di fuori degli ambienti strettamente scientifici, si ritiene causato daun’espulsione di gasche una volta raffreddatosi avrebbe impedito il passaggio di parte della luce della stella. È possibile il meccanismo dietro l’oscuramento di RW Cephei sia analogo, ma l’oscuramento di Betelgeuse era di portata decisamente inferiore.
Le immagini di CHARA hanno evidenziato laforma non sferica della stella, eventualità tanto insolita da richiedere opportune, ulteriori conferme: “La spaziatura dei telescopi CHARA induce un livello di incertezza nei dettagli esatti delle immagini, quindi abbiamo bisogno di algoritmi intelligenti per ricostruire l’immagine nella sua interezza.” spiega Fabien Baron, coautore dell’articolo nonché egli stesso sviluppatore degli algoritmi utilizzati.
Il CHARA Array è ubicato presso il celebre osservatorio di Monte Wilson, in California
“Le caratteristiche più sorprendenti nelle immagini ricostruite sono legrandi variazioni di luminositànell’emisfero visibile della stella” commentano i ricercatori riferendosi alle immagini che rivelano come la sua superficie sia soggetta a convulsioni che ne alterano l’aspetto sferico. Si può inoltre osservareun’alternanza di macchie più luminose e più scuree l’apparenza generale è cambiata durante il periodo di osservazioni nell’arco dei dieci mesi intercorsi fra l’oscuramento e il ripristino della luminosità.
La tecnica utilizzata nello specifico da Katherine Shepard dell’Osservatorio Apache Point nel Nuovo Messico rivela inoltre che l’oscuramento è statomolto più intenso nella luce visibile rispetto all’infrarosso, indizio che era lapolverea ostacolare la luce proprio come nel caso di Betelgeuse. RW Cephei deve aver quindi rilasciato parte del suo gas in una massiccia esplosione, poi si è raffreddato divenendo il pulviscolo che ha bloccato un terzo della luce visibile della stella.
Invecchiando le stelle perdono massa, convertita in energia tramite il processo dellafusione nucleare: una conseguenza è l’indebolimento della forza digravità, non più in grado di trattenere tutto il materiale neglistrati più esterni. Non sono ancora del tutto chiari i dettagli dietro tale processo, tuttavia Betelgeuse e RW Cephei dimostrano che la perdita di massa può aver luogo in forma diesplosioni dirompenti e periodiche, che ostacolano la diffusione della radiazione luminosa per il lasso di tempo necessario affinché le polveri generate si dissipino.
RW Cephei è probabilmente soggetta a cicli continui di oscuramento e reilluminazione
“Il Grande Oscuramento di RW Cephei potrebbe esserel’ultimo di una serie di espulsioni di massaavvenute nel secolo scorso. Pertanto, l’attuale dissolvenza potrebbe essere l’ultimo di continui episodi di espulsione di massa e formazione di polvere, e la polvere appena formata ora oscura parzialmente l’emisfero visibile” scrivono gli autori dello studio.
“Suggeriamo che il tempo di luce massimo potrebbe essere corrisposto auna risalita convettiva particolarmente energetica di gas caldoche ha innescato un evento di espulsione di massa superficiale. Questo gas si sta raffreddando fino al punto di mutazione in polvere e la parte della nube espulsa osservata dal nostro punto di vista davanti alla fotosfera provoca l’apparenza più scura del lato occidentale della stella”.
Riguardo le similitudini e le differenze fra i due eventi, i ricercatori sottolineano che la loro durata è connessa legata alle dimensioni della stella e alla nube di polvere che espelle: essendo Betelgeusepiù piccola, il suo evento ha avuto una durata inferiore, circa un anno, rispetto ai potenziali diversi anni di RW Cephei. Ed esistono stelle molto più grandi, con ulteriori variabili in termini di effetti e durata che potrebbe estendersisulla scala dei decenni.
Quella in corso su RW Cephei è probabilmente una di numerose,intense eruzioni vissute dalla stella nell’ultimo secoloe la perdita di massa continuerà periodicamente fino alla prossima fase nella sua evoluzione. Questo particolare evento “è speciale perché la nuvola è stata espulsa in direzione della Terra” spiega Douglas Gies, direttore del CHARA “quindi in questo caso eravamo nel posto giusto per assistere a tutti gli effetti del cataclisma.”
Fonte:The Great Dimming of the Hypergiant Star RW Cephei: CHARA Array Images and Spectral Analysis, The Astronomical Journal(2023)
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