21 Dic 2017 La Superficie Fiammeggiante di una Gigante Rossa
Questa bolla dai colori delicati e screziati è nientemeno un’immagine di ciò che diventerà il nostro Sole, e rivela dettagli straordinari della superficie di una gigante rossa, π1 Gruis, immortalata dal Very Large Telescope dell’ESO. L’enorme stella ha un diametro 350 volte quello solare e ogni cella convettiva rivelata nella ripresa copre oltre un quarto del diametro della stella, estendendosi per circa 120 milioni di chilometri. I risultati sono in corso di pubblicazione su Nature.
Localizzata a 530 anni luce di distanza dalla Terra nella Costellazione della Gru, π1 Gruis è una fredda gigante rossa con massa simile a quella del Sole, ma è 350 volte più grande e varie migliaia di volte più luminosa. Tra circa 5 miliardi di anni il nostro Sole evolverà in una stella simile a questa.
Un team internazionale di astronomi guidato da Claudia Paladini ha utilizzato lo strumento PIONIER sul Very Large Telescope per osservare π1 Gruis con dettaglio senza precedenti. Gli scienziati hanno scoperto che la superficie di questa gigante rossa ha poche celle convettive, o granuli, ciascuna con dimensione di circa 120 chilometri, un quarto del diametro stellare. Una sola di queste celle potrebbe estendersi dal Sole fino a oltre Venere. I granuli sono strutture che evidenziano le correnti convettive nel plasma della stella. Quando il plasma si riscalda al centro della stella si espande e risale in superficie, poi si raffredda negli strati esterni, diventando più scuro e più denso, e discende di nuovo verso il centro. Questo processo continua per miliardi di anni e gioca un ruolo fondamentale in molti processi astrofisici che riguardano la vita delle stelle.
Le superfici, note come fotosfere, di molte stelle giganti sono oscurate da polveri, che impediscono osservazioni dettagliate. Ma nel caso di π1 Gruis, sebbene la polvere sia presente lontano dalla stella, non ha un effetto significativo sulle nuove osservazioni nell’infrarosso. Quando π1 Gruis ha esaurito la sua scorta di idrogeno molto tempo fa, questa stella antica ha terminato il primo stadio del suo programma di fusione nucleare. Esaurendo le sue energie vitali, si è rimpicciolita, riscaldandosi così fino a temperature di oltre 100 milioni di gradi. Queste temperature estreme hanno innescato la successiva fase della stella, quando ha iniziato a fondere elio producendo atomi più pesanti come carbonio e ossigeno. Il nucleo cocente ha iniziato a espellere gli strati esterni della stella, facendo sì che si gonfiasse fino a diventare centinaia di volte più grande della sua dimensione originale. La stella che oggi osserviamo è una gigante rossa variabile. Finora la superficie di stelle come questa non era mai stata osservata con un tale dettaglio.
Per fare un confronto, la fotosfera del Sole contiene circa due milioni di celle convettive, con diametro tipico di appena 1500 chilometri. Queste enormi differenze nella dimensione delle celle convettive di queste due stelle possono essere spiegate in parte dalla loro gravità superficiale differente. π1 Gruis ha una massa 1,5 volte quella solare ma è molto più grande, col risultato che la gravità superficiale è molto più bassa e presenta pochi granuli, estremamente grandi.
Mentre le stelle più massicce di circa 8 masse solari terminano la loro esistenza con drammatiche esplosioni di supernova, le stelle meno massicce come questa espellono i loro strati esterni fino a creare splendide nebulose planetarie. Studi precedenti relativi a π1 Gruis hanno permesso di scoprire un guscio di materiale ad una distanza di circa 0,9 anni luce dalla stella centrale, che si ritiene sia stato espulso circa 20.000 anni fa. Questo periodo relativamente breve nel corso della vita di una stella dura soltanto poche decine di migliaia di anni e le osservazioni dello studio rivelano un nuovo metodo per sondare questa fase effimera di gigante rossa, che tra pochi miliardi di anni attraverserà anche la nostra stella.
[ Barbara Bubbi ]
http://www.eso.org/public/news/eso1741/
Credit: ESO
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