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Gli astronomi hanno catturato la prima immagine ravvicinata di una stella oltre la nostra galassia, scattata durante un momento drammatico vicino alla fine della vita della stella. In esso, la stella “colosso” sembra emettere gas e polvere, un passaggio finale fondamentale prima di esplodere in una supernova.
La stella, conosciuta come WOH G64, si trova a 160.000 anni luce dalla Terra nella Grande Nube di Magellano, una piccola galassia vicina che orbita attorno alla Via Lattea. I ricercatori hanno scattato la foto utilizzando l'interferometro del Very Large Telescope dell'Osservatorio Europeo Australe, situato nel deserto di Atacama in Cile.
L’immagine senza precedenti, combinata con le osservazioni di WOH G64 negli ultimi dieci anni, ha fornito agli astronomi l’opportunità di assistere a momenti chiave durante il violento ciclo di vita di una stella. Uno studio che descrive un confronto delle osservazioni è stato pubblicato giovedì sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
“Per la prima volta, siamo riusciti a scattare un'immagine ingrandita di una stella morente in una galassia al di fuori della nostra Via Lattea”, ha detto in una dichiarazione l'autore principale dello studio Keiichi Ohnaka, un astrofisico dell'Università Nazionale Andrés Bello in Cile. . “Abbiamo scoperto un bozzolo a forma di uovo che circonda da vicino la stella. Siamo entusiasti perché ciò potrebbe essere correlato alla drastica espulsione di materiale dalla stella morente prima dell’esplosione di una supernova”.
WOH G64 è una stella supergigante rossa 2.000 volte più grande del nostro Sole, il che ha portato gli astronomi a chiamarla la “stella colosso”. Durante le fasi finali della loro vita, le supergiganti rosse perdono i loro strati esterni di gas e polvere, un processo che può durare migliaia di anni.
Gli scienziati hanno scoperto la stella per la prima volta nel 1981, e le osservazioni effettuate dal satellite astronomico a infrarossi più tardi nel decennio hanno rivelato che WOH G64 era incredibilmente luminosa e uno degli esempi più estremi di supergigante rossa, ha affermato il coautore dello studio Jacco van Loon, direttore dell'Osservatorio Keele presso l'Osservatorio del Regno Unito. Università di Keele.
Van Loon ha osservato WOH G64 dagli anni '90 e lo ha studiato da studente presso l'Osservatorio europeo meridionale. È stato in grado di misurare la velocità con cui la stella stava rilasciando materiale nello spazio e si è reso conto che non sarebbe stata in grado di mantenere la velocità di espulsione a lungo prima di non avere più nulla da rilasciare.
Nel corso del tempo, van Loon ha osservato la variazione della luminosità della stella, suggerendo che stesse cambiando da una massiccia supergigante rossa a una stella più piccola e più calda.
Il team di Ohnaka ha utilizzato il Very Large Telescope Interferometer per studiare la stella nel 2005 e nel 2007, ma i ricercatori hanno aspettato anni prima che uno degli strumenti di seconda generazione del telescopio, GRAVITY, fosse sviluppato prima che fosse possibile ottenere un'immagine della stella.
Gli scienziati hanno confrontato le ultime osservazioni effettuate tramite GRAVITY con quelle precedenti, rivelando che la stella si è attenuata in modo significativo negli ultimi dieci anni.
“Abbiamo scoperto che la stella ha subito un cambiamento significativo negli ultimi 10 anni, offrendoci una rara opportunità di testimoniare la vita di una stella in tempo reale”, ha detto il coautore dello studio Gerd Weigelt, professore di astronomia presso l'Istituto Max Planck per la ricerca scientifica. Radioastronomia a Bonn, in Germania, in un comunicato.
Il team di astronomia ritiene che il gas e la polvere rilasciati dalla stella siano responsabili di quanto si è attenuata negli ultimi anni, così come della forma insolita e allungata del bozzolo di polvere che si è formato attorno a WOH G64. È anche possibile che una stella compagna invisibile abbia influenzato la forma del bozzolo, hanno detto gli autori dello studio.
WOH G64 è una delle stelle più grandi e luminose della Grande Nube di Magellano e, se sostituisse il nostro Sole, si estenderebbe ben oltre l'orbita di Giove, ha affermato Edward Guinan, professore di astronomia e astrofisica alla Villanova University in Pennsylvania. Guinan non è stata coinvolta nel nuovo studio. Se la stella dovesse esplodere in futuro, sarebbe visibile ad occhio nudo.
“Hanno catturato un'immagine straordinaria utilizzando lo strumento VLTI/Gravity della stella e del suo complesso, enorme toro di gas/polvere espulso”, ha detto Guinan in una e-mail, riferendosi alla forma a ciambella della nuvola attorno alla stella.
La luce ha impiegato 160.000 anni per raggiungere la Terra dal momento della vita della stella catturato nella nuova immagine. WOH G64 aveva probabilmente da 25 a 40 volte la massa del Sole quando nacque, e stelle così massicce muoiono quando i loro nuclei collassano, portando alla creazione di un buco nero, ha detto van Loon. Sebbene sia probabile che la stella diventi una supernova, è impossibile dire quando potrebbe verificarsi l'esplosione.
“Non siamo mai stati in grado di dire con precisione quando una supergigante rossa esploderà, poiché non possiamo guardare al suo interno”, ha detto van Loon. “Quello che sappiamo è che una di queste supernova vista nella stessa galassia nel 1987, con sorpresa di ogni astronomo, era una supergigante blu che era esplosa. Il telescopio spaziale Hubble rivelò presto che in passato era stata effettivamente una supergigante rossa, forse 20.000 anni prima dell'esplosione. Potremmo vedere WOH G64 attraversare tale (a) metamorfosi, nel qual caso potrebbero volerci ancora migliaia di anni prima di vederlo esplodere”.
Le rare stelle supergiganti blu sono alcune delle stelle più calde e luminose dell'universo. Ma altre supernove lontane hanno dimostrato che prima di esplodere, le stelle espellevano dense nubi decenni prima.
“Se questo è ciò che stiamo vedendo fare (WOH G64), allora uno spettacolo ci aspetta presto”, ha detto van Loon.
Negli ultimi anni, gli astronomi che studiavano la supergigante rossa Betelgeuse, a circa 645 anni luce dalla Terra nella Via Lattea, hanno visto quella stella oscurarsi inaspettatamente, il che ha portato alcuni a credere che fosse sul punto di esplodere. Alcuni astronomi ritengono che sia stata semplicemente una nuvola di polvere espulsa dalla stella a causare l'oscuramento. Non è affatto brillante o variabile come WOH G64, ha detto van Loon, e ha subito solo un breve intoppo rispetto a quello che sta attraversando WOH G64.
“Mentre Betelgeuse è sfasata rispetto al suo display, WOH G64 potrebbe essersi tolto il mantello e essere cambiato per sempre”, ha detto in una e-mail.
Il team di Ohnaka prevede di catturare più immagini della stella in futuro, il che sarà impegnativo man mano che diventerà sempre più debole. Ma gli aggiornamenti pianificati agli strumenti del telescopio aiuteranno, ha detto Ohnaka.
Negli ultimi dieci anni, van Loon si è avventurato in altri campi dell'astrofisica. Ma WOH G64 lo ha riportato “a studiare nuovamente queste stelle mostruose”, ha detto van Loon.
“I dettagli che possiamo vedere ora sono sorprendenti, paragonabili a vedere una persona sulla Luna”, ha detto. “Ma c'è di più: l'abbiamo colto quando doveva aver fatto qualcosa di drammatico. La massa allungata che vediamo nella nostra immagine è una densa nuvola di polvere. Ciò rende difficile vedere la stella stessa, ma tutto indica che ora è davvero una stella molto più calda. Mi sento molto fortunato ad essere testimone di ciò, poiché avremmo potuto osservarlo per migliaia di anni senza vedere molti cambiamenti”.
