Immagina una singola stella più luminosa di un milione di soli, che erutta ogni pochi decenni in un enorme bagliore che brilla come una supernova. Ma l'esplosione, per quanto feroce, non cancella la tumultuosa stella. Rimane, la sua superficie ribolle di violenza mentre gli spasmi scuotono i suoi strati interni. Abbastanza presto la stella porrà fine alla sua sofferenza in un'ultima esplosione titanica, ma prima che lo faccia, dovrà soffrire in questo stato per migliaia di anni.
Questa è una rara stella variabile blu luminosa e potrebbe contenere le chiavi per comprendere il legame tra la vita delle stelle e la loro morte.
Periodo Blu
Le stelle luminose variabili blu (LBV) sono davvero incredibilmente rare; gli astronomi hanno identificato solo una ventina (forse) e sospettano che ce ne siano solo poche centinaia nella Via Lattea, al massimo. Dal momento che sono così rari, sono poco conosciuti. E poiché sono così poco compresi, sono difficili da caratterizzare.
La Nebulosa Homunculus, creata da una massiccia esplosione della luminosa variabile blu Eta Carinae. Di Jon Morse (Università del Colorado) e NASA Hubble Space Telescope
Ecco cosa sappiamo:
- Sono grandi. Veramente grande. I più piccoli corrono nell'intervallo dieci volte la massa del nostro sole, mentre i più grandi rompono le scale potenzialmente oltre cento volte la massa del sole. Ma anche quelli piccoli iniziano molto, molto più grandi, e ora si sono ridotti a quelle dimensioni solo a causa di esplosioni estreme che hanno espulso le loro stesse atmosfere nello spazio.
- Sono luminosi, con luminositàdi partenzaa 250.000 volte quella del sole, e salendo a tre milioni di volte quella del sole. Ciò pone la loro temperatura superficiale nell'intervallo 10.000 - 25.000 K; molte volte più caldo della nostra stella.
- La loro rarità è probabilmente dovuta alla loro breve vita. Molte delle stelle più massicce – e forseTuttidei grandi – passare attraverso questa fase. Ma è verso la fine della loro vita, proprio prima che inizino a guidare il treno della supernova, e attraverseranno questa fase LBV in meno di centomila anni. È abbastanza breve che in una tipica galassia ci aspettiamo di vedere solo un totale di poche centinaia alla volta.
- Sono impulsivi, turbolenti e instabili. Una delle prime stelle LBV scoperte, Eta Carinae, era la seconda stella più luminosa del cielo... per tre giorni nel marzo del 1843. Non è più visibile ad occhio nudo.
Ed ecco cosa non sappiamo:
- Tutto il resto.
Adescamento della pompa
Forse il più grande mistero per le stelle di LBV è ciò che le rende così dannatamente variabili. Cosa spinge i loro rari ma fantastici sfoghi? Anche se è difficile da dire (ovviamente, perché come puoi immaginare queste stelle sono sistemi fisici incredibilmente complicati), i ricercatori sospettano che si tratti di una danza intricata tra gli strati interno ed esterno delle stelle.
Le star di LBV sperimentano alcune delle peggiori IBS che potresti immaginare. Le loro viscere si arrotolano costantemente su e giù, con massicce correnti convettive che trasportano materiale caldo dal nucleo e materiale freddo dalla superficie. Questo è abbastanza standard per quanto riguarda le stelle normali, ma nelle stelle LBV questo processo impazzisce, con la convezione che spinge attivamente i pezzi degli strati stellari più esterni ben oltre i loro normali confini.
Leggermente staccati dalla stella a causa della convezione, gli strati esterni prendono finalmente una pausa dall'intensità e iniziano a raffreddarsi. Ciò aumenta la loro densità, bloccando la luce delle stelle sotto di loro. La radiazione quindi spinge - proprio come un vela di luce ma molto più seriamente - quel pezzo di materia stellare, che lo espelle completamente dalla stella in un'enorme esplosione di luce e materia.
Ci sono molti più dettagli che deve essere elaborato in quella storia, e una domanda importante indugia: è lo stadio LBV di una stella massiccia, con tutti i suoi attacchi di malumore, il precursore di un'epoca ancora più folle di evoluzione stellare conosciuta come il Lupo-Rayet fase, o porta direttamente alla spettacolo finale di supernova ?
Stelle giganti di una piuma
Se avessimo poche centinaia di migliaia di anni per guardare queste stelle vivere e morire, a questa domanda sarebbe facile rispondere. Ma noi no, quindi è difficile.
Un indizio viene dalle loro relazioni con i loro parenti stellari. Se la storia della vita del stelle più massicce nel nostro universo è 'stella gigante? variabile blu luminoso ? Wolf-Rayet ? kaboom', e ogni fase è relativamente breve, allora dovremmo vedere queste fasi tutte mescolate insieme nella stessa vicinanza generale. Un gruppo di grandi star nascerebbe insieme, invecchierebbe insieme e morirebbe insieme.
Simulazione dell'esplosione da una stella variabile blu. Di Joseph A. Insley, Argonne Leadership Computing Facility e Northern Illinois University
Ma se le star di LBV sono la loro strada indipendente verso la città del boom, allora non dovrebbe esserci alcuna relazione generale con i loro cugini Wolf-Rayet. Saranno nelle loro comunità di pensionati sul lato opposto della città, per così dire.
Il posto migliore dove andare a caccia di queste potenziali connessioni è il Grande Nube di Magellano , dal momento che è un gruppo piuttosto isolato in un unico pezzo di cielo. La ricerca è andata avanti e indietro negli ultimi anni sulla questione dell'aggregazione delle stelle LBV, mentre gli astronomi modificano e distorcono le definizioni di 'clumpiness' e 'LBV'.
L'ultima iterazione, grazie a a articolo recentemente accettato per la pubblicazione sull'Astrophysical Journal , rafforza l'immagine 'standard' (come standard in questo tipo di casi) degli LBV: sono solo una delle tante fasi viziose verso la fine della vita di una stella massiccia. Ciò significa che comprendendo come funzionano gli LBV, possiamo imparare come muoiono le stelle giganti.
Per saperne di più: ' Fare luce sull'isolamento delle variabili blu luminose '