Betelgeuse è stata recentemente al centro dell'attenzione dei media. La supergigante rossa si sta avvicinando alla fine della sua vita, e quando una stella 10 volte la massa del Sole muore, si spegne in modo spettacolare.
Con la luminosità recentemente scesa al suo punto più basso in un secolo, molti appassionati di spazio sono entusiasti che Betelgeuse potrebbe presto diventare una supernova, esplodendo con fuochi d'artificio abbaglianti che possono essere visti anche alla luce del giorno.
Mentre la famosa stella sulla spalla di Orione rischia di morire nel prossimo milione di anni – praticamente un paio di giorni nel tempo cosmico – gli scienziati sostengono che il suo oscuramento è dovuto alla pulsazione della stella. Questo fenomeno è relativamente comune tra le supergiganti rosse e si sa che Betelgeuse appartiene a questo gruppo da decenni.
Per coincidenza, i ricercatori dell'Università della California, a Santa Barbara, hanno già fatto previsioni sulla luminosità della supernova che potrebbe verificarsi quando una stella pulsante come Betelgeuse esplode.
Il dottorando in fisica Jared Goldberg ha pubblicato uno studio con Lars Buildsten, direttore del P.I. Kavli (KITP) e il professore di fisica Gluck, e lo scienziato senior KITP Bill Paxton, che descrive in dettaglio come la pulsazione di una stella influenzerà la successiva esplosione quando lo farà. L'articolo appare sull'Astrophysical Journal.
“Volevamo sapere come sarebbe stato se una stella pulsante fosse esplosa in diverse fasi di pulsazione”, ha detto Goldberg, ricercatore presso la National Science Foundation. “I modelli precedenti sono più semplici perché non includono effetti a catena dipendenti dal tempo.”
Quando una stella delle dimensioni di Betelgeuse esaurisce finalmente il materiale per fondersi al suo centro, perde la pressione esterna che le ha impedito di collassare sotto il suo stesso peso enorme. Il collasso del nucleo risultante avviene in mezzo secondo, molto più velocemente di quanto ci vuole per notare la superficie della stella e gli strati esterni pieni.
Quando il nucleo di ferro collassa, gli atomi si dissociano in elettroni e protoni. Si combinano per formare neutroni e nel processo rilasciano particelle ad alta energia chiamate neutrini. Di solito i neutrini interagiscono a malapena con altra materia: 100 trilioni di loro passano attraverso il tuo corpo ogni secondo senza scontrarsi.
Tuttavia, le supernove sono alcuni dei fenomeni più potenti dell'universo. Il numero e le energie dei neutrini prodotti nel collasso del nucleo sono così grandi che anche se solo una piccola frazione si scontra con il materiale stellare, di solito è più che sufficiente per lanciare un'onda d'urto che potrebbe far esplodere una stella.
L'esplosione risultante colpisce gli strati esterni della stella con un'energia sbalorditiva, creando un'esplosione che può eclissare brevemente la luce dell'intera galassia. L'esplosione rimane luminosa per circa 100 giorni, poiché la radiazione può sfuggire solo dopo che l'idrogeno ionizzato si riunisce con gli elettroni persi e diventa di nuovo neutro.
Le caratteristiche di una supernova variano con la massa della stella, l'energia totale dell'esplosione e, soprattutto, il suo raggio. Ciò significa che l'ondulazione di Betelgeuse rende molto più difficile prevedere come esploderà.
I ricercatori hanno scoperto che se l'intera stella pulsa all'unisono – inspirando ed espirando se lo desideri – la supernova si comporterà come se Betelgeuse fosse una stella statica con un dato raggio. Tuttavia, diversi strati di una stella possono oscillare l'uno contro l'altro: gli strati esterni si espandono e gli strati intermedi si contraggono e viceversa.
“La luce dalla parte compressa della stella è più debole”, ha spiegato Goldberg, “proprio come ci aspetteremmo da una stella più compatta e non pulsante”. Nel frattempo, la luce proveniente da parti della stella che si stavano espandendo in quel momento sarebbe apparsa più luminosa, come se provenisse da una grande stella non pulsante.
Goldberg ha in programma di presentare un documento con il professore di fisica Andy Howell e il ricercatore KITP Evan Bauer in Notes to Research dell'American Astronomical Society, riassumendo i risultati delle simulazioni che hanno fatto specificamente per Betelgeuse.
Fonti: Foto: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
