C'è qualcosa di strano che accade intorno alla stella gigante rossa CW Leonis (a.k.a. Nel profondo del velo ricco di carbonio della stella, gli astronomi hanno rilevato vapore acqueo dove non dovrebbe esserci acqua.
CW Leonis è simile in massa al sole, ma molto più vecchio e molto più grande. È il gigante rosso più vicino al sole e nella sua morte si è nascosto in una nuvola fuligginosa e in espansione di polvere ricca di carbonio. Questo sudario rende CW Leonis quasi invisibile ad occhio nudo, ma ad alcune lunghezze d'onda infrarosse è l'oggetto più luminoso del cielo.
L'acqua è stata originariamente scoperta intorno a CW Leonis nel 2001, quando il Satellite per astronomia delle onde submillimetriche (SWAS) ha trovato la firma dell'acqua nei freddi tratti esterni dell'involucro polveroso della stella a una temperatura di soli 61 K. Questa acqua è stata considerata una prova della vaporizzazione comete e altri oggetti ghiacciati attorno alla stella in espansione. Nuove osservazioni con gli spettrometri SPIRE e PACS sull'Osservatorio spaziale Herschel rivelano che sta succedendo qualcosa di molto più sorprendente.
"Grazie alla straordinaria sensibilità e risoluzione spettrale di Herschel, siamo stati in grado di identificare più di 60 linee d'acqua, corrispondenti a un'intera serie di livelli energetici della molecola", spiega Leen Decin dell'Università di Lovanio e leader dello studio. Le linee spettrali appena rilevate indicano che il vapore acqueo non è tutto nell'involucro esterno freddo della stella. In parte è molto più vicino alla stella, dove le temperature raggiungono i 1000 K.
Nessun frammento di ghiaccio potrebbe esistere così vicino alla stella, quindi Decin e i suoi colleghi hanno dovuto trovare una nuova spiegazione per la presenza del vapore acqueo caldo. L'idrogeno è abbondante nell'involucro di gas e polvere che circonda le stelle di carbonio come CW Leonis, ma l'altro elemento costitutivo di acqua, l'ossigeno, è in genere legato a molecole come monossido di carbonio (CO) e monossido di silicio (SiO). La luce ultravioletta può dividere queste molecole, rilasciando il loro ossigeno immagazzinato, ma le stelle giganti rosse non producono molta luce UV, quindi deve provenire da qualche altra parte.
Le buste polverose attorno alle stelle di carbonio sono note per essere ammuffite, e questo risulta essere la chiave per spiegare il misterioso vapore acqueo. La struttura a chiazze del sudario attorno a CW Leonis fa entrare la luce UV dallo spazio interstellare nelle profondità dell'inviluppo della stella. "Ben all'interno dell'involucro, i fotoni UV innescano una serie di reazioni che possono produrre la distribuzione osservata di acqua, così come altre molecole molto interessanti, come l'ammoniaca (NH3)", afferma Decin. "Questo è l'unico meccanismo che spiega l'intera gamma della temperatura dell'acqua".
Nei prossimi mesi, gli astronomi testeranno questa ipotesi usando Herschel per cercare prove di acqua vicino ad altre stelle di carbonio.
