30 Giu 2020 Le Macchie Oscure di Betelgeuse
Un nuovo studio suggerisce che il sorprendente calo di luminosità osservato nella stella supergigante Betelgeuse sia dovuto alla presenza di immense macchie stellari sulla sua superficie.
Le stelle supergiganti come Betelgeuse vanno soggette a frequenti variazioni di luminosità. Tuttavia, il calo sorprendente nella luminosità della stella rilevato tra Ottobre 2019 e Aprile 2020, pari a circa il 40 percento del valore normale, ha lasciato perplessi gli astronomi. Gli scienziati hanno sviluppato varie ipotesi per spiegare l’insolito fenomeno, da un’imminente esplosione in supernova a un’insolita quantità di polveri circostanti la stella, situata a circa 500 anni luce da noi. Ora un team internazionale di astronomi guidato da Thavisha Dharmawardena del Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) ad Heidelberg suggerisce che all’origine del calo di luminosità vi siano delle variazioni di temperatura nella fotosfera della stella.
L’origine più probabile di simili cambiamenti nella temperatura sono gigantesche macchie stellari, che possono arrivare a coprire dal 50 al 70 percento della superficie della stella. Verso la fine della loro vita stelle come Betelgeuse diventano instabili e pulsano con periodi da centinaia a migliaia di anni, un fenomeno visibile come variazione di luminosità. Betelgeuse è una supergigante rossa, circa 20 volte più massiccia del Sole e quasi un migliaio di volte più grande. A causa di queste immense dimensioni, l’attrazione gravitazionale sulla superficie della stella è inferiore rispetto a quella sulla superficie di una stella con massa analoga ma con raggio più piccolo. Pertanto le pulsazioni possono provocare l’espulsione degli strati esterni piuttosto facilmente. Il gas rilasciato si raffredda e si condensa in polveri. In questo modo simili stelle sono una fonte primaria di elementi pesanti nel mezzo interstellare.
Secondo una delle teorie proposte, la presenza di polveri diffuse in grado di assorbire la luce stellare poteva essere responsabile del calo di luminosità di Betelgeuse. Per testare questa ipotesi, il team ha analizzato dati dei telescopi Atacama Pathfinder Experiment (APEX) e James Clerk Maxwell, in grado di misurare la radiazione emessa dalla stella nel submillimetrico, che rivela più agevolmente la presenza di polveri fredde. “La sorpresa è stata che Betelgeuse si è rivelata più scura del 20 percento anche in banda submillimetrica”, riferisce Steve Mairs dell’East Asian Observatory. Un simile comportamento non è compatibile con la presenza di vaste quantità di polveri oscuranti. La conclusione dei ricercatori è che la stella stessa abbia provocato le insolite variazioni di luminosità registrate.
Le immagini ad alta risoluzione di Betelgeuse mostrano la distribuzione di luminosità in luce visibile sulla superficie prima e durante il calo di luminosità Image: ESO/M. Montargès et al.
La luminosità di una stella dipende essenzialmente dal suo diametro e dalla sua temperatura superficiale. Se diminuisce la dimensione della stella, la luminosità diminuisce ugualmente in tutte le lunghezze d’onda. Tuttavia, le variazioni di temperatura hanno effetto sulla radiazione emessa lungo lo spettro elettromagnetico in modo differente. Pertanto, il calo di luminosità osservato in luce visibile e in banda submillimetrica dimostrerebbe una riduzione della temperatura media superficiale di Betelgeuse, che il team quantifica in un valore pari a 200 gradi Centigradi.
“Tuttavia, è più probabile una distribuzione asimmetrica di temperatura”, spiega il coautore Peter Scicluna dell’European Southern Observatory (ESO). “Immagini corrispondenti ad alta definizione di Betelgeuse risalenti al Dicembre 2019 mostrano aree di luminosità variabile. Questo è un chiaro indizio della presenza di immense macchie stellari che coprono tra il 50 e il 70 percento della superficie stellare visibile, la cui temperatura è inferiore rispetto alla fotosfera più luminosa”. “Osservazioni nei prossimi anni ci diranno se il calo netto di luminosità di Betelgeuse è in relazione a un ciclo di macchie stellari. In ogni caso, Betelgeuse rimarrà un oggetto entusiasmante da studiare in futuro”, conclude Dharmawardena. Lo studio è pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.
Nell’immagine rappresentazione artistica di Betelgeuse, con la superficie ricoperta di vaste macchie stellari
Image: MPIA graphics department
https://www.mpia.de/news/science/2020-08-betelgeuse
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