Credito d'immagine: ESO
L'Osservatorio europeo meridionale ha pubblicato nuove immagini di una stella relativamente vicina, Eta Carina, che potrebbe essere nelle fasi finali della sua vita e potrebbe esplodere come una supernova nel prossimo futuro (dal punto di vista astronomico) - nei prossimi 10-20.000 anni o così. La stella dista 7.500 anni luce, 100 volte la massa del Sole e l'oggetto più luminoso della Via Lattea. Dal 1841, ha creato una bellissima nebulosa attorno a se stessa spargendo continuamente strati esterni mentre gira rapidamente. Osservando come cambia Eta Carina, gli astronomi acquisiranno preziose informazioni sulle fasi finali della vita di una stella supermassiccio.
Fin dal 1841, quando la stella meridionale fino a quel momento apparente Eta Carinae subì uno sfogo spettacolare, gli astronomi si sono chiesti cosa stia succedendo esattamente in questa stella gigante instabile. Tuttavia, a causa della sua notevole distanza - 7.500 anni luce - i dettagli della stella stessa erano oltre ogni osservazione.
Questa stella è nota per essere circondata dalla Nebulosa Homunculus, due nuvole a forma di fungo espulse dalla stella, ognuna delle quali è centinaia di volte più grande del nostro sistema solare.
Ora, per la prima volta, l'interferometria infrarossa con lo strumento VINCI sul Very Large Telescope Interferometer (VLTI) dell'ESO ha consentito a un team internazionale di astronomi [1] di ingrandire la parte interna del suo vento stellare. Per Roy van Boekel, leader del team, questi risultati indicano che "il vento di Eta Carinae risulta estremamente allungato e la stella stessa è altamente instabile a causa della sua rapida rotazione".
Un mostro nel cielo meridionale
Eta Carinae, la stella più luminosa conosciuta nella nostra Galassia, è sotto tutti gli aspetti un vero mostro: è 100 volte più massiccia del nostro Sole e 5 milioni di volte più luminosa. Questa stella è ora entrata nella fase finale della sua vita ed è altamente instabile. Di tanto in tanto subisce esplosioni gigantesche; uno dei più recenti successe nel 1841 e creò la bellissima nebulosa bipolare nota come Nebulosa Homunculus (vedi Foto PR ESO 32a / 03). A quel tempo, e nonostante la distanza relativamente grande - 7.500 anni luce - Eta Carinae divenne per breve tempo la seconda stella più luminosa nel cielo notturno, superata solo da Sirio.
Eta Carinae è così grande che, se collocata nel nostro sistema solare, si estenderebbe oltre l'orbita di Giove. Questa grande dimensione, tuttavia, è in qualche modo arbitraria. I suoi strati esterni vengono continuamente soffiati nello spazio dalla pressione della radiazione - l'impatto dei fotoni sugli atomi di gas. Molte stelle, incluso il nostro Sole, perdono massa a causa di tali "venti stellari", ma nel caso di Eta Carinae, la conseguente perdita di massa è enorme (circa 500 masse terrestri all'anno) ed è difficile definire il confine tra strati esterni della stella e la regione del vento stellare circostante.
Ora, VINCI e NAOS-CONICA, due strumenti sensibili agli infrarossi sul Very Large Telescope (VLT) dell'ESO presso l'Osservatorio Paranal (Cile), hanno sondato per la prima volta la forma della regione del vento stellare. Guardando il vento stellare il più lontano possibile, gli astronomi potrebbero dedurre parte della struttura di questo enigmatico oggetto.
Il team di astronomi [1] ha utilizzato per la prima volta la fotocamera ottica adattiva NAOS-CONICA [2], collegata al telescopio VEPT YEPUN da 8,2 m, per rappresentare l'immagine nebbiosa di Eta Carinae, con una risoluzione spaziale paragonabile alle dimensioni del sistema solare , cfr. Foto PR 32a / 03.
Questa immagine mostra che la regione centrale della nebulosa Homunculus è dominata da un oggetto che viene visto come una fonte di luce puntuale con molte "chiazze" luminose nelle immediate vicinanze.
Verso il limite
Per ottenere una visione ancora più nitida, gli astronomi si sono poi rivolti all'interferometria. Questa tecnica combina due o più telescopi per ottenere una risoluzione angolare [3] pari a quella di un telescopio grande quanto la separazione dei singoli telescopi (cfr. ESO PR 06/01 e ESO PR 23/01).
Per lo studio della stella piuttosto brillante Eta Carinae non è richiesta la piena potenza dei telescopi VLT da 8,2 m. Gli astronomi hanno quindi utilizzato VINCI, il VLT INterferometer Commissioning Instrument [4], insieme a due telescopi di prova da siderostat da 35 cm che sono serviti per ottenere la “prima luce” con l'interferometro VLT nel marzo 2001 (vedi ESO PR 06/01).
I siderostati sono stati posizionati in posizioni selezionate sulla piattaforma di osservazione VLT nella parte superiore del Paranal per fornire diverse configurazioni e una linea di base massima di 62 metri. Per diverse notti, i due piccoli telescopi sono stati puntati verso Eta Carinae e i due fasci di luce sono stati diretti verso un obiettivo comune nello strumento di prova VINCI nel laboratorio interferometrico VLT situato in posizione centrale. È stato quindi possibile misurare la dimensione angolare della stella (come si vede nel cielo) in diverse direzioni.
Spingendo al limite la risoluzione spaziale di questa configurazione, gli astronomi sono riusciti a risolvere la forma dello strato esterno di Eta Carinae. Sono stati in grado di fornire informazioni spaziali su una scala di 0,005 arcsec, ovvero circa 11 UA (1650 milioni di km) alla distanza di Eta Carinae, corrispondente alla dimensione totale dell'orbita di Giove.
Ridimensionato alle dimensioni terrestri, questo risultato è paragonabile alla distinzione tra un uovo e una palla da biliardo a una distanza di 2.000 chilometri.
Una forma davvero insolita
Le osservazioni VLTI hanno sorpreso gli astronomi. Indicano che il vento intorno a Eta Carinae è incredibilmente allungato: un asse è una volta e mezzo più lungo dell'altro! Inoltre, si trova che l'asse più lungo è allineato con la direzione in cui sono state espulse le nuvole molto più grandi a forma di fungo (viste su immagini meno nitide).
Spanning una scala da 10 a 20-30.000 UA, la stella stessa e la Nebulosa Homunculus sono quindi strettamente allineate nello spazio.
VINCI è stato in grado di rilevare il confine in cui il vento stellare di Eta Carinae diventa così denso da non essere più trasparente. Apparentemente, questo vento stellare è molto più forte nella direzione dell'asse lungo che dell'asse corto.
Secondo le teorie tradizionali, le stelle perdono la maggior parte della massa attorno al loro equatore. Questo perché è qui che il vento stellare riceve assistenza di "sollevamento" dalla forza centrifuga causata dalla rotazione della stella. Tuttavia, se così fosse nel caso di Eta Carinae, l'asse di rotazione (attraverso i poli della stella) sarebbe quindi perpendicolare a entrambe le nuvole a forma di fungo. Ma è praticamente impossibile che le nuvole di funghi siano posizionate come raggi in una ruota, rispetto alla stella rotante. La questione espulsa nel 1841 sarebbe stata poi allungata in un anello o in un toro.
Per Roy van Boekel, "l'attuale quadro generale ha senso solo se il vento stellare di Eta Carinae è allungato nella direzione dei suoi poli. Questa è una sorprendente inversione della solita situazione, in cui le stelle (e i pianeti) sono appiattiti ai poli a causa della forza centrifuga.
La prossima supernova?
Una forma così esotica per le stelle di tipo Eta Carinae era stata predetta dai teorici. Il presupposto principale è che la stella stessa, che si trova in profondità nel suo vento stellare, sia appiattita ai poli per la solita ragione. Tuttavia, poiché le aree polari di questa zona centrale sono più vicine al centro in cui avvengono i processi di fusione nucleare, saranno più calde. Di conseguenza, la pressione della radiazione nelle direzioni polari sarà più alta e gli strati esterni sopra le regioni polari della zona centrale saranno più "gonfiati" rispetto agli strati esterni dell'equatore.
Supponendo che questo modello sia corretto, è possibile calcolare la rotazione di Eta Carinae. Si scopre che dovrebbe girare oltre il 90 percento della velocità massima possibile (prima della rottura).
Eta Carinae ha sperimentato grandi esplosioni diverse da quella del 1841, più recentemente intorno al 1890. Non è noto se un altro scoppio si ripeterà nel prossimo futuro, ma è certo che questa stella gigante instabile non si stabilizzerà.
Al momento, sta perdendo così tanta massa così rapidamente che non rimarrà nulla dopo meno di 100.000 anni. Più probabilmente, tuttavia, Eta Carinae si distruggerà molto prima in un'esplosione di supernova che potrebbe diventare visibile nel cielo diurno ad occhio nudo. Ciò può accadere "presto" sulla scala temporale astronomica, forse già entro i prossimi 10-20.000 anni.
Fonte originale: Comunicato stampa ESO
