Sistemi binari di stelle estreme: uno spettacolo raro

Uno studente dell’Università di Sydney, Yinuo Han, ha condotto un’interessante ricerca su un sistema stellare molto raro, dalle caratteristiche spettacolari e di straordinaria bellezza. Si tratterebbe della rara coppia formata da due stelle di una tipologia già molto difficile da osservare anche in solitudine: le stelle Wolf-Rayet, corpi celesti ferocemente luminosi e caldi.

Le stelle di Wolf-Rayet: una rarità dell’Universo

Queste stelle sono destinate al collasso imminente in un’esplosione di supernova, lasciando solo un residuo oscuro, come un buco nero. Vengono classificate come Wolf-Rayet solo una stella su cento milioni, trovarne dunque due in un sistema binario è davvero un evento eccezionale.

Inoltre nelle giuste condizioni queste stelle sono in grado di espellere enormi quantità di polvere di carbonio. Quando due stelle del genere orbitano una sull’altra, la polvere viene avvolta in una bellissima coda fuligginosa e luminosa, ma questo evento è stato osservato solo pochissime volte.

Questo nuovo studio invece è riuscito a catturarne uno, e non uno qualsiasi, ma uno che va contro tutto quanto quello che è stato finora osservato. Come ha affermato lo stesso Yinuo Han, che ha completato la ricerca durante il suo anno alla School of Physics, “a parte l’immagine sbalorditiva, la cosa più notevole di questo sistema stellare è il modo in cui l’espansione della sua bellissima spirale di polvere ci ha lasciati totalmente perplessi. La polvere sembra avere una mente propria, fluttuando molto più lentamente dei venti stellari estremi che dovrebbero sospingerla.”

Un sistema binario anomalo tra due corpi celesti rari

Il sistema stellare, a 8000 anni luce dalla Terra, chiamato Apep, è stato scoperto due anni fa da un team guidato dal professor Peter Tuthill dell’Università di Sydney e già da allora aveva rivelato la sua natura anomala. Ora la ricerca del signor Han conferma questi risultati e rivela la fisica che ne è alla base.

Applicando tecniche di imaging ad alta risoluzione al Very Large Telescope dell’European Southern Observatory, il team è stato in grado di sondare i processi che creano la spirale di polveri, producendo un modello che corrisponde all’intricata struttura a spirale e migliorando la capacità degli scienziati di comprendere la natura estrema di queste stelle.

Il team del signor Han ha confermato che la spirale di polvere si sta espandendo quattro volte più lentamente dei venti stellari misurati, qualcosa di veramente insolito per i sistemi stellari. La teoria principale per spiegare questo comportamento anomalo potrebbe essere la produzione di un lampo di raggi gamma quando la stella morirà esplodendo in supernova, un evento finora mai osservato nella Via Lattea. I lampi di raggi gamma sono infatti tra gli eventi più energici dell’Universo.

La soluzione potrebbe essere la rotazione delle stelle

Secondo Han infatti, “oltre a mostrare le solite caratteristiche estreme di una Wolf-Rayets, la stella principale di Apep sembra ruotare rapidamente. Ciò significa che potrebbe avere tutti gli ingredienti per dar vita all’esplosione di un lungo lampo di raggi gamma quando diventa supernova”.

Le due stelle sono ciascuna circa da 10 a 15 volte più massicce del Sole e oltre 100.000 volte più luminose e con una temperatura più alta di circa 25.000 gradi. Orbitano l’una sull’altra circa ogni 125 anni a una distanza paragonabile alle dimensioni del nostro Sistema Solare.

Come afferma Han, “le velocità dei venti stellari prodotti sono semplicemente strabilianti e stanno facendo roteare le stelle a circa 12 milioni di chilometri all’ora, ovvero l’1% della velocità della luce. Eppure la polvere prodotta da questo sistema si sta espandendo molto più lentamente, a circa un quarto della velocità del vento stellare”.

Secondo Han, la migliore spiegazione per questo è che “probabilmente i venti stellari vengono lanciati in direzioni diverse a velocità diverse. L’espansione della polvere che stiamo misurando è guidata da venti più lenti lanciati vicino all’equatore della stella. Il nostro modello ora si adatta abbastanza bene ai dati osservati, ma non abbiamo ancora spiegato bene la fisica della rotazione stellare“.

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