Le ultime osservazioni di Betelgeuse mostrano che la stella sta cominciando a schiarirsi lentamente. Nessuna supernova oggi! Niente da vedere, più fortuna la prossima volta.
Nonostante un po' di clamore, questo comportamento è esattamente quello che gli astronomi si aspettavano. Betelgeuse è una stella molto diversa dal nostro Sole. Mentre il nostro Sole è una stella della sequenza principale nel fiore degli anni, Betelgeuse è una stella gigante rossa sull'orlo della morte. Ma la morte di una star non è un processo semplice.
Il tasso di produzione di energia da fusione nucleare in una stella. Credito: R J Hall
Le stelle brillano così intensamente e per così tanto tempo a causa di un delicato equilibrio tra gravità e fusione nucleare. La gravità vorrebbe far collassare una stella sotto il suo peso. Senza la fusione nucleare, la gravità schiaccerebbe una stella in una nana bianca, una stella di neutroni o un buco nero. Ma la schiacciante pressione che la gravità crea consente all'idrogeno nel nucleo della stella di fondersi in elio. Il processo è noto comecatena protone-protone(o catena pp) e combina quattro nuclei di idrogeno in un nucleo di elio. Circa il 3% della massa originale viene convertito in energia sotto forma di raggi gamma. Questa energia riscalda ulteriormente il nucleo, lasciandolo respingere contro la gravità.
Per le stelle più grandi del Sole, entra in gioco un altro processo di fusione noto come ciclo CNO. CNO sta per Carbon-Azoto-Ossigeno perché il processo fonde l'elio in questi tre elementi. Questo processo è il motivo per cui questi tre elementi sono i più abbondanti nell'universo ad eccezione dell'idrogeno e dell'elio.
Illustrazione di un ciclo CNO. Credit: Antonio Ciccolella
Mentre sia la catena pp che il ciclo CNO possono verificarsi contemporaneamente all'interno di una stella, nel tempo il ciclo CNO aumenta man mano che l'idrogeno diventa più scarso e l'elio più abbondante. Poiché il ciclo CNO rilascia più energia a una velocità maggiore rispetto alla catena pp, ciò significa che la temperatura di una stella aumenta nel tempo. Vediamo questo riscaldamento graduale nel nostro Sole. Quando il ciclo CNO domina in una stella, il suo nucleo è così caldo che gli strati esterni di una stella si gonfiano ed espandono.
Questa è la fase in cui si trova Betelgeuse ora. Per milioni di anni è stata una stella della sequenza principale di circa 20 masse solari. Ma ora sta fondendo l'elio così furiosamente che è sbocciato in una supergigante rossa. Betelgeuse sta finendo il carburante e alla fine vincerà la gravità. E 'solo questione di tempo.
Questa immagine di confronto mostra la stella Betelgeuse prima e dopo il suo oscuramento senza precedenti. Le osservazioni, effettuate con lo strumento SPHERE sul Very Large Telescope dell'ESO a gennaio e dicembre 2019, mostrano quanto la stella sia sbiadita e come sia cambiata la sua forma apparente.
Ma quel momento non è necessariamente presto. Betelgeuse ha abbastanza elio per rimanere nello stadio di supergigante rossa per circa 100.000 anni. Anche dopo aver esaurito l'elio, sarà in grado di fondere il carbonio in elementi più pesanti per circa un millennio. Dopodiché le cose cambieranno abbastanza rapidamente. Quando esaurisce il carbonio, proverà a fondere elementi sempre più pesanti per circa un anno. Poi il suo nucleo crollerà, Betelgeuse diventerà una supernova e finalmente avremo il nostro spettacolo.
Per quanto ne sappiamo, Betelgeuse è ancora immersa nella fase di supergigante rossa della sua vita. Anche se di recente si è notevolmente attenuato, non è sul punto di esplodere. Il graduale attenuarsi e illuminarsi che vediamo suggerisce che non esploderà nelle nostre vite. Suggerisce che il nucleo di Betelgeuse sta ancora tracannando a un ritmo costante.
La luminosità di Betelgeuse negli anni. Attestazione: AAVSO
Il cambiamento di luminosità di Betelgeuse è dovuto a un processo noto come convezione. Gli strati superiori della stella sono riscaldati dal nucleo e questo genera un flusso di regioni più calde e più fredde. Il materiale all'interno viene riscaldato e sale in superficie. Quindi si raffredda e sprofonda nella stella e il ciclo continua. La convezione avviene nelle regioni esterne della maggior parte delle stelle, compreso il nostro Sole. Sulla superficie del Sole, queste regioni di convezione sono conosciute come granuli e hanno tipicamente le dimensioni del Texas. Sembra grande, ma per il Sole è più piccolo della maggior parte delle macchie solari. Quindi, anche se il Sole ha regioni calde luminose e regioni fredde più deboli, sono così piccole rispetto alla superficie del Sole che non c'è un cambiamento generale nella luminosità solare.
Una simulazione della convezione a Betelgeuse.
Ma lo strato esterno di Betelgeuse è molto meno denso di quello del Sole. È persino meno denso dell'atmosfera terrestre. È fondamentalmente una zuppa sottile di gas incandescente. Ciò significa che le regioni di convezione su Betelgeuse possono essere enormi. Una singola regione può coprire gran parte della stella. Quando una di queste regioni sale verso l'alto, Betelgeuse diventa più luminosa e quando si raffredda la stella si attenua. Betelgeuse sta iniziando a schiarirsi perché il materiale caldo sta venendo convetto sulla sua superficie. Questo è normale per Betelguese ed è probabile che le cose andranno per millenni.
Quindi niente boom oggi. Ma boom un giorno. Prima o poi... boom!
Riferimento:Edward Guinan, et al. “ La caduta e l'ascesa nella luminosità di Betelgeuse '