Le “gemelle” di Eta Carinae

Eta Carinae, il sistema stellare più luminoso e massiccio entro 10.000 anni luce, è meglio conosciuto per un’ enorme esplosione osservata nella metà del 19° secolo, che scagliò una quantità di materiale almeno 10 volte la massa del Sole nello spazio. Questo velo di gas e polveri in espansione, che avvolge ancora Eta Carinae, lo rende l’unico oggetto del suo genere conosciuto nella nostra galassia. Ora uno studio con dati d’archivio provenienti da Spitzer e Hubble della NASA ha trovato cinque oggetti simili in altre galassie, per la prima volta.

“Le stelle più massicce sono sempre rare, ma hanno un enorme impatto sulla chimica e l’evoluzione fisica della loro galassia ospite “, ha detto lo scienziato Rubab Khan, un ricercatore presso il NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland. Queste stelle producono e distribuiscono grandi quantità di elementi chimici indispensabili alla vita e alla fine esplodono come supernove. Collocata a circa 7.500 anni luce di distanza nella costellazione meridionale della Carena, Eta Carinae offusca il nostro Sole per 5 milioni di volte.

Il sistema binario è composto da due stelle massicce in una stretta orbita di 5,5 anni. Gli astronomi stimano che la stella più massiccia abbia circa 90 volte la massa del Sole, mentre la compagna più piccola possa superare le 30 masse solari: uno dei laboratori più vicini per studiare le stelle di grande massa, Eta Carinae è stato un’ unica, importante pietra miliare astronomica fin dalla sua eruzione negli anni 40 del XIX secolo.

Per capire perché l’eruzione sia avvenuta e come possa far da riferimento all’evoluzione delle stelle massicce, gli astronomi avevano bisogno di ulteriori esempi. Ma era come cercare un ago in un pagliaio. “Sapevamo che altri esempi erano là fuori”, ha detto Krzysztof Stanek, professore di astronomia presso l’Ohio State University di Columbus. “È stata davvero una questione di capire cosa cercare e di essere tenaci.” Lavorando con Scott Adams e Christopher Kochanek alla Ohio State e George Sonneborn al Goddard, Khan ha sviluppato una sorta di impronta digitale ottica e a infrarossi per individuare eventuali gemelle di Eta Carinae, chiamate Eta twins.

La polvere si forma da gas espulsi da una stella massiccia. Questa polvere oscura la luce ultravioletta e visibile della stella, ma assorbe e re-irradia questa energia sotto forma di calore. Un’indagine iniziale di sette galassie nel 2012-2014 non trovò eventuali gemelle di Eta, sottolineando la loro rarità. Ha permesso, tuttavia, di identificare una classe di stelle meno massicce e meno luminose di interesse scientifico, dimostrando che la ricerca era abbastanza sensibile da trovare stelle simili a Eta Carinae se fossero state presenti. In un’indagine successiva nel 2015, il team ha trovato due candidate gemelle di Eta nella galassia M83, che si trova a 15 milioni di anni luce di distanza, e una ciascuna in NGC 6946, M101 e M51, che si trovano tra i 18 milioni e i 26 milioni di anni luce di distanza. Questi cinque oggetti imitano le proprietà ottiche e a infrarossi di Eta Carinae, indicando che molto probabilmente ognuno contiene una stella di grande massa sepolta in polveri e gas della massa di 5- 10 masse solari.

Un ulteriore studio permetterà agli astronomi di determinare con maggiore precisione le proprietà fisiche di queste stelle. Il JWST (James Webb Telescope) che la NASA si appresta a lanciare a fine 2018 porta a bordo uno strumento ideale per un ulteriore studio di queste stelle. Lo strumento Mid-Infrared Instrument (MIRI) ha 10 volte la risoluzione angolare degli strumenti a bordo di Spitzer ed è più sensibile alle lunghezze d’onda in cui le gemelle di Eta brillano. “In combinazione con il grande specchio primario del JWST, MIRI consentirà agli astronomi di studiare meglio questi laboratori stellari rari e di trovare ulteriori fonti di questa affascinante fase dell’evoluzione stellare”, ha detto Sonneborn, scienziato del progetto della NASA per le operazioni di JWST. Ci vorranno insomma le osservazioni del telescopio JWST per confermare le gemelle di Eta come vere parenti di Eta Carinae.

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2016/01/full/

Credit: ESA/Hubble & NASA