Betelgeuse: spiegato il mistero del suo abbassamento di luminosità

Nel dicembre del 2019, gli astronomi si accorsero che Betelgeuse, una delle stelle più brillanti della costellazione di Orione, aveva perso parte della sua luminosità e per un attimo si era temuto che la stella fosse vicina alla sua morte e stesse per esplodere in una supernova. Già perché questo è il futuro si questa gigante rossa che si trova a 700 anni luce dalla Terra.

Le ipotesi sull’oscuramento di Betelgeuse

Per l’oscuramento di Betelgeuse, una delle stelle più massicce vicine al nostro pianeta, i ricercatori avevano ipotizzato dopo qualche mese due diverse soluzioni, escludendo la supernova, ancora troppo precoce per l’età della stella.

Si era pensato potesse trattarsi di una macchia fredda di breve durata sulla superficie meridionale della stella (qualcosa simile ad una macchia solare). In alternativa si era ipotizzata la presenza di un grumo di polvere, frapposto fra noi e la stella, che faceva sembrare la stella più fioca agli osservatori sulla Terra.

Le conferme di quanto è accaduto realmente

Ora, da quanto emerge in un nuovo studio pubblicato su Nature, sembra che la soluzione sia una via di mezzo tra le due ipotesi. L’oscuramento di Betelgeuse sarebbe da imputarsi principalmente ad una nuvola di polveri stellari, ma legata alla breve comparsa di un punto freddo sulla superficie stellare.

Nonostante Betelgeuse sia una stella pulsante e la sua luminosità sia spesso soggetta a variazioni, quella avvenuta nel 2019 fu troppo intensa e prolungata per essere un normale abbassamento di luminosità dovuto alle sue pulsazioni. La differenza di luminosità fu tale da essere visibile ad occhio nudo. Inoltre l’oscuramento è continuato, diminuendo la luminosità del 35% a metà febbraio, prima di riaccendersi ad aprile 2020.

Questo calo di luminosità era inoltre distribuito in modo non uniforme, dando alla stella una forma strana e schiacciata se osservata dalla Terra. Per questo i ricercatori hanno iniziato a porsi domande sullo strano comportamento di Betelgeuse, e se questo potesse essere un segno di una supernova in formazione.

Polvere di stelle e una macchia fredda: ecco cosa ha oscurato Betelgeuse

Ma a metà del 2020, grazie alle osservazioni del telescopio spaziale Hubble prima, durante e dopo l’evento di oscuramento di Betelgeuse, combinate con alcune osservazioni tempestive al suolo, gli astronomi hanno finalmente compreso che cosa fosse accaduto. I dati UV hanno infatti indicato che una enorme eruzione stellare ha formato una nuvola di polvere vicino alla stella che potrebbe averne causato l’oscuramento.

Come ha spiegato Andrea Dupree, astronoma dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e coautrice dello studio: “con Hubble, abbiamo potuto vedere il materiale mentre lasciava la superficie della stella e si spostava attraverso l’atmosfera, prima che si formasse la polvere che ha causato l’oscuramento della stella.”

I risultati dello scorso anno hanno mostrato che uno strato esterno della stella, chiamato fotosfera, aveva iniziato ad accelerare in modo non uniforme verso l’esterno proprio prima che Betelgeuse iniziasse a offuscarsi. Al suo apice, la fotosfera si muoveva a circa 7 chilometri al secondo, invertendo la spinta verso l’esterno mentre l’oscuramento della stella diventava più drammatico.

Dupree e i suoi colleghi hanno suggerito che mentre la stella si espandeva in uno dei suoi normali cicli, una porzione della superficie accelerava molto più rapidamente, grazie a una cella di convezione che aveva viaggiato dall’interno della stella alla sua superficie. Questi due eventi combinati hanno provocato un eruzione di materiale sufficiente a raffreddare la stella e a creare la nube che ha causato l’oscuramento.

Le precedenti osservazioni del 2019 sono state combinate in questo nuovo studio con quelle catturate dal Very Large Telescope (VLT) dell’European Southern Observatory (ESO) a gennaio e marzo 2020. Come ha affermato il coautore Miguel Montargès, dell’Observatoire de Paris, “per una volta, abbiamo visto l’aspetto di una stella cambiare in tempo reale su una scala di settimane”. La combinazione delle diverse osservazioni ha infatti permesso agli astronomi di assistere direttamente alla formazione della nube di polvere di stelle.

Il team dell’ESO ha dunque concluso che una bolla di gas è stata espulsa e spinta verso fuori dalla pulsazione verso l’esterno della stella. Quando sulla superficie è apparsa una macchia fredda guidata dalla convezione, la diminuzione della temperatura locale è stata sufficiente per condensare gli elementi più pesanti (come il silicio) in polvere solida, formando un velo polveroso che ha oscurato la luminosità della stella nel suo emisfero meridionale.

Ph. Credit: ESO/M. Montargès et al.