Mistero cosmico: gli astronomi catturano una stella morente che sputa anelli di fumo

Ingrandisci / Vista della stella V Hydrae o V Hya in breve. In preda alla sua morte, la stella ha scatenato una serie di anelli in espansione che gli scienziati hanno calcolato ogni poche centinaia di anni, secondo l’astronomo Mark Morris dell’Università della California.

Alma (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO / AUI / NSF)

Gli astronomi hanno scoperto una stella gigante rossa che sta attraversando la sua agonia finale con dettagli senza precedenti, rivelando una caratteristica insolita. La stella conosciuta come V Idri (o V Hya in breve), elimina sei distinti episodi di materiale, secondo Versione preliminare Accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal. L’esatto meccanismo della formazione dei misteriosi “anelli di fumo” non è ancora stato compreso. Tuttavia, l’osservazione potrebbe scuotere i modelli esistenti per questa fase avanzata dell’evoluzione stellare e fare più luce sul Il destino del nostro sole.

“V Hydrae è colta nel processo di liberazione della sua atmosfera – alla fine della maggior parte della sua massa – che è qualcosa che fanno la maggior parte delle giganti rosse allo stadio avanzato”, Il coautore Mark Morris ha detto:, astronomo dell’Università della California. Tuttavia, “questa è la prima e unica volta che una serie di anelli in espansione è stata vista attorno a una stella in agonia: una serie di ‘anelli di fumo’ in espansione che pensavamo venissero esplosi ogni poche centinaia di anni”.

giganti rosse È una delle fasi finali dell’evoluzione stellare. Una volta che il nucleo della stella smette di convertire l’idrogeno in elio attraverso la fusione nucleare, la gravità inizia a comprimere la stella, aumentando la sua temperatura interna. Questo processo accende un guscio di idrogeno che brucia attorno a un nucleo inerte. Alla fine, la pressione e il riscaldamento nel nucleo hanno causato un’espansione drammatica della stella, raggiungendo diametri compresi tra 62 milioni e 620 milioni di miglia (da 100 milioni a 1 miliardo di km). Le temperature di superficie sono relativamente basse per standard stellari: da 4000 a 5800 gradi Fahrenheit (da 2200 a 3200 gradi Celsius). Quindi queste stelle assumono un aspetto rosso-arancio, da cui il soprannome di gigante rossa.

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V Hydrae è una stella ricca di carbonio situata a 1.300 anni luce di distanza nella costellazione dell'Idra.
Ingrandisci / V Hydrae è una stella ricca di carbonio situata a 1.300 anni luce di distanza nella costellazione dell’Idra.

IAU, Sky & Telescope

Alla fine, l’elio nel nucleo della gigante rossa verrà esaurito e il nucleo si ridurrà di nuovo. Allora diventa una star ramo gigante asintotico (AGB) stella (ultima tappa della gigante rossa). La struttura interna della stella AGB è costituita da un nucleo centrale di carbonio e ossigeno, un guscio in cui la fusione trasforma l’elio in carbonio e un altro guscio in cui l’idrogeno si trasforma in elio. Queste stelle in genere producono pulsazioni drammatiche di luminosità crescente ogni 100-1.000 giorni. Inoltre, i venti di superficie intensi provocano la formazione di una nuvola gassosa nota come periplasma attorno alla stella.

Questi intensi venti stellari finiranno per rimuovere l’atmosfera e l’atmosfera stellare e la stella diventerà una nana bianca all’interno di una nebulosa planetaria. Più veloce è la velocità con cui una stella AGB perde massa, più è vicina alla transizione finale. Il nostro Sole alla fine diventerà una gigante rossa tra circa 5 miliardi di anni, evolvendosi infine nell’AGB prima di evolversi infine in una nebulosa planetaria con una stella nana bianca al centro.

Questo è il processo come lo hanno capito gli astronomi per anni. Tuttavia, le caratteristiche insolite di V Hya li fanno ripensare alle cose. Situata a 1.300 anni luce di distanza nella costellazione dell’Idra, V Hya è una stella ricca di carbonio, il che significa che la sua atmosfera contiene più carbonio che ossigeno. Ha un alto tasso di perdita di massa, quindi gli astronomi ritengono che stia probabilmente perdendo la sua atmosfera per diventare una nebulosa planetaria.

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Una vista che mostra la stella ricca di carbonio V Hya nel suo capitolo finale.
Ingrandisci / Una vista che mostra la stella ricca di carbonio V Hya nel suo capitolo finale.

Alma (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO / AUI / NSF)

Questa stella AGB è interessante anche perché ogni otto anni circa si verifica una grande eruzione di plasma e un forte calo di luminosità si verifica circa ogni 17 anni. Questi eventi indicano la presenza di una stella compagna che è appena visibile. (La diminuzione della luminosità potrebbe essere causata da una nuvola associata a questa seconda stella che passa davanti a V Hya.)

Questo ultimo studio combina i dati del telescopio spaziale Hubble con le osservazioni che utilizzano l’Atacama Large Millimeter/Sub-millimeter Array (ALMA), che include dati a infrarossi, ottici e ultravioletti per catturare l’agonia di V Hya su più lunghezze d’onda. La stella è lontana ed è avvolta da una densa polvere, ma le capacità ad alta risoluzione di ALMA hanno rivelato i suoi anelli e i suoi deflussi in grande dettaglio.

Anche la tempistica è stata una coincidenza. “V Hya è in una transizione breve ma cruciale che le stelle morenti attraversano alla fine della loro vita”, Il coautore Raghvendra Sahai ha detto:, astronomo del Jet Propulsion Laboratory della NASA. “È la fase in cui perdono gran parte della loro massa. Questa fase probabilmente non dura molto a lungo, quindi è difficile coglierla sul fatto. Siamo stati fortunati con V Hya e siamo stati in grado di fotografare tutte le diverse attività in corso dentro e intorno a questa stella per capire meglio come le stelle si perdono moribonde per la massa alla fine della sua vita.

Sahai e colleghi hanno scoperto che la stella perde la sua atmosfera espellendo una serie di anelli di fumo, che si sono estesi verso l’esterno nel corso di circa 2.100 anni per formare una regione simile a un disco di polvere intorno a V Hya. Il gruppo soprannominato Questa struttura è DUDE (il disco subisce un’espansione dinamica).

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Le loro osservazioni hanno anche rivelato esplosioni ad alta velocità di gas espulsi dalla stella in direzioni opposte, perpendicolari agli anelli di fumo, formando due strutture a forma di clessidra. Queste strutture si espandono a velocità di oltre mezzo milione di miglia orarie (240 km/s). “La scoperta che questo processo può comportare l’accensione di anelli di gas, insieme alla produzione di getti di materiale intermittenti ad alta velocità, porta una nuova affascinante ruga nella nostra comprensione di come le stelle mettono fine alla loro vita”, ha detto Morris.

Tutto ciò indica che la stella sta subendo un’evoluzione particolarmente rapida, che va contro il modello attuale. “Il nostro studio rivela drammaticamente che il modello tradizionale di come muoiono le stelle AGB – espellendo combustibili di massa attraverso venti globulari relativamente lenti e costanti per oltre 100.000 anni o più – è incompleto nel migliore dei casi, o nel peggiore dei casi errato”, disse Sahi. “È molto probabile che una stella compagna o una quasi stella svolga un ruolo importante nella loro morte. Nel caso di V Hya, la combinazione di una vicina e ipotetica stella compagna distante è responsabile, almeno in una certa misura, della presenza dei suoi sei anelli, e le esplosioni ad alta velocità che provocano la morte miracolosa della stella. .”

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