

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” riporta la scoperta che quasi tutte le stelle supergiganti blu mostrano uno scintillio sulla loro superficie. Un team di ricercatori coordinato dalla Katholieke Universiteit (KU) di Lovanio, in Belgio, ha utilizzato sia osservazioni compiute con i telescopi spaziali Kepler e TESS della NASA che simulazioni al computer basandosi anche sull’astrosismologia per studiarle grazie al fatto che quello scintillio è causato dalla presenza di onde di gravità sulla superficie di quelle stelle molto massicce.

Le supergiganti blu costituiscono una fase evolutiva avanzata di stelle molto massicce, oltre 10 volte la massa del Sole, che inizia quando hanno esaurito l’idrogeno del loro nucleo dando inizio alla fusione di elementi più pesanti nel nucleo e dell’idrogeno di strati più esterni. Ciò aumenta la loro temperatura superficiale e luminosità ma è una fase instabile che, a seconda della massa e composizione della stella, può passare attraverso altri tipi di fase evolutiva e anche andare avanti e indietro tra due fasi per alcune volte. La fine di quel tipo di stella è una supernova anche se in teoria una sufficiente perdita di massa potrebbe lasciare solo il nucleo e poco altro, che si trasformerebbe in una nana bianca.

Le difficoltà nel capire esattamente il destino di una supergigante blu sono dovute in particolare alla loro rarità. Stelle molto massicce consumano il loro idrogeno a una velocità elevatissima perciò la loro vita è di non più di qualche decina di milioni di anni. Studiarle non costituisce solo una curiosità scientifica ma l’interesse è dovuto anche al fatto che le stelle più massicce sono anche quelle che producono la maggior parte degli elementi pesanti, i quali vengono sparsi nello spazio durante la loro agonia e dalle supernove per poi finire in sistemi stellari in formazione e in nuovi pianeti com’era la Terra circa 4,6 miliardi di anni fa.

Il telescopio spaziale Kepler è stato celebre come cacciatore di pianeti e il suo successore TESS ha lo stesso compito principale, tuttavia essi individuano esopianeti grazie alle tracce che lasciano passando di fronte alle loro stelle con la conseguenza che quelle due missioni hanno raccolto molti dati su di esse. Le rilevazioni precise della loro luminosità e della sua variazione nel tempo servono a scoprire esopianeti ma nel caso delle supergiganti blu ci sono gli effetti delle onde di gravità, che non c’entrano nulla con le onde gravitazionali, provenienti dal loro interno.

Simulazioni compiute in passato avevano già rivelato la possibilità che le onde di gravità potessero raggiungere la superficie di una stella ma quello era rimasto a lungo un concetto teorico. L’immagine (Cortesia Tamara Rogers (Newcastle University). Tutti i diritti riservati) mostra un momento di una simulazione idrodinamica dell’interno di una stella con una massa tripla di quella del Sole che mostra le onde generate dal nucleo turbolento. I differenti colori mostrano le fluttuazioni causate dalle onde di gravità.

La dottoressa Tamara Rogers dell’Università britannica di Newcastle, che ha diretto il team che ha compiuto questa ricerca, ha dichiarato che non pensavano che avrebbero potuto osservare quelle onde di gravità. Il dottor Dominic Bowman della KU ha aggiunto che la loro scoperta in molte delle supergiganti blu osservate è stato un “momento eureka”.

La situazione è davvero cambiata grazie ai dati raccolti dai telescopi spaziale Kepler e TESS e ora le rilevazioni di quelle onde di gravità, che si manifestano con uno scintillio sulla superficie delle stelle, permettono di studiarle usando la tecnica dell’asterosismologia, analoga a quella usata per studiare l’interno della Terra usando le onde emesse durante i terremoti.

Studiando le frequenze delle onde di gravità sulla superficie di dozzine di supergiganti blu osservate dai telescopi spaziali Kepler e TESS, gli autori di questa ricerca hanno potuto determinare alcune caratteristiche del loro interno, fino al loro nucleo, come la loro rotazione e i processi fisici e chimici come la produzione dei metalli.

Il dottor Dominic Bowman ha dichiarato che stiamo entrando in un’età dell’oro dell’asterosismologia delle stelle massicce e calde grazie ai telescopi spaziali moderni e che la scoperta delle onde di gravità nelle supergiganti blu permetterà di studiare le progenitrici delle supernove da una nuova prospettiva.

In sostanza, questa ricerca apre un nuovo fronte di studio delle stelle più massicce e in particolare dell’ultima fase della loro evoluzione. Ciò permetterà di migliorare le nostre conoscenze dei processi che portano a certi tipi di supernove e dell’influenza sulle aree di spazio circostante con la produzione di elementi pesanti che potranno finire in nuovi sistemi stellari.