La polvere è ovunque nello spazio, ma le cose pervasive sono una cosa di cui gli astronomi sanno poco. "Non solo non sappiamo cosa sia la roba, ma non sappiamo dove sia fatta o come vada nello spazio", ha detto Donald York, professore all'Università di Chicago. Ma ora York e un gruppo di collaboratori hanno osservato un sistema a doppia stella, HD 44179, che potrebbe creare una fontana di polvere. La scoperta ha implicazioni ad ampio raggio, perché la polvere è fondamentale per le teorie scientifiche su come si formano le stelle.
Il sistema a doppia stella si trova all'interno di quello che gli astronomi chiamano il Rettangolo rosso, una nebulosa piena di gas e polvere situata a circa 2.300 anni luce dalla Terra.
Una delle doppie stelle è una stella a ramo gigante post-asintotico (post-AGB), un tipo di stella che gli astronomi considerano una probabile fonte di polvere. Queste stelle, a differenza del sole, hanno già bruciato tutto l'idrogeno nei loro nuclei e sono crollate, bruciando un nuovo combustibile, l'elio.
Durante la transizione tra l'idrogeno che brucia e l'elio, che ha luogo per decine di migliaia di anni, queste stelle perdono uno strato esterno della loro atmosfera. In questo strato di raffreddamento può formarsi polvere, la cui pressione di radiazione proveniente dall'interno della stella spinge via la polvere lontano dalla stella, insieme a una discreta quantità di gas.
Nei sistemi a doppia stella, un disco di materiale proveniente dalla stella post-AGB può formarsi attorno alla seconda stella più piccola, che si evolve più lentamente. "Quando i dischi si formano in astronomia, spesso formano getti che espellono parte del materiale dal sistema originale, distribuendo il materiale nello spazio", ha spiegato York.
"Se una nuvola di gas e polvere collassa sotto la sua stessa gravità, diventa immediatamente più calda e inizia a evaporare", ha detto York. Qualcosa, possibilmente polvere, deve immediatamente raffreddare la nuvola per impedirne il riscaldamento.
La stella gigante seduta nel rettangolo rosso è tra quelle troppo calde per consentire la condensazione della polvere nelle loro atmosfere. Eppure un gigantesco anello di gas polveroso lo circonda.
Il team di Witt ha fatto circa 15 ore di osservazioni sulla doppia stella per un periodo di sette anni con il telescopio da 3,5 metri presso l'Opache Point Observatory nel New Mexico. "Le nostre osservazioni hanno dimostrato che è molto probabilmente l'interazione gravitazionale o di marea tra la nostra stella gigante del rettangolo rosso e una stella compagna simile al sole che fa sì che il materiale lasci l'involucro del gigante", ha detto il collaboratore Adolph Witt, dell'Università di Toledo.
Parte di questo materiale finisce in un disco di accumulo di polvere che circonda quella stella compagna più piccola. A poco a poco, per un periodo di circa 500 anni, il materiale si trasforma in una stella più piccola.
Poco prima che ciò accada, la stella più piccola espelle una piccola frazione della materia accumulata in direzioni opposte tramite due getti gassosi, chiamati "getti bipolari".
Altre quantità della materia estratte dall'involucro del gigante finiscono in un disco che costeggia entrambe le stelle, dove si raffredda. "Gli elementi pesanti come ferro, nichel, silicio, calcio e carbonio si condensano in granuli solidi, che vediamo come polvere interstellare, una volta che lasciano il sistema", ha spiegato Witt.
La produzione di polvere cosmica ha eluso il rilevamento telescopico perché dura solo forse 10.000 anni, un breve periodo nella vita di una stella. Gli astronomi hanno osservato altri oggetti simili al Rettangolo rosso nel vicinato terrestre della Via Lattea. Ciò suggerisce che il processo che il team di Witt ha osservato è abbastanza comune se osservato durante la vita della galassia.
"Processi molto simili a ciò che stiamo osservando nella nebulosa Red Rectangle sono avvenuti forse centinaia di milioni di volte dalla formazione della Via Lattea", ha detto Witt, che ha collaborato con amici di lunga data a Chicago per lo studio.
Il team si era prefissato di raggiungere un obiettivo relativamente modesto: trovare la fonte di radiazione ultravioletta del rettangolo rosso. Il rettangolo rosso mostra diversi fenomeni che richiedono radiazioni ultraviolette come fonte di energia. "Il problema è che la stella centrale molto luminosa nel Red Rectangle non è abbastanza calda per produrre la necessaria radiazione UV", ha detto Witt, quindi lui e i suoi colleghi si sono messi in viaggio per trovarla.
Si è scoperto che nessuna stella nel sistema binario è la fonte della radiazione UV, ma piuttosto la regione interna calda del disco che vortica attorno al secondario, che raggiunge temperature vicine ai 20.000 gradi. Le loro osservazioni, ha affermato Witt, "sono state molto più produttive di quanto avremmo potuto immaginare nei nostri sogni più sfrenati".
Fonte: Università di Chicago
