Comunicato Stampa

Le più nitide immagini di Betelgeuse mai ottenute finora svelano in che modo le stelle supergiganti perdano massa

Come si smaschera la vera faccia di un colosso stellare

29 Luglio 2009

Due gruppi indipendenti di astronomi hanno ottenuto mediante diverse tecniche d’avanguardia applicate al Very Large Telescope dell’ESO le immagini più nitide mai realizzate finora della stella supergigante Betelgeuse. Le immagini mostrano che la stella ha una vasta piuma di gas, quasi grande quanto il nostro sistema solare, e una bolla gigantesca sulla sua superficie. Queste scoperte forniscono indizi importanti che aiutano a spiegare come questi colossi stellari riescano a perdere materiale a un ritmo così rapido.

Betelgeuse – la seconda stella più brillante nella costellazione di Orione (il Cacciatore) – è una supergigante rossa e una delle stelle più grandi che si conoscano, quasi 1000 volte più grande del nostro Sole [1]. È anche una delle stelle più luminose finora conosciute: emette più luce di 100 000 soli. Queste proprietà estreme pronosticano tuttavia la morte di un re stellare dalla vita breve. Infatti, all’età di solo alcuni milioni di anni, Betelgeuse è già alla fine della sua esistenza ed è condannata a esplodere in un prossimo futuro come supernova. Quando accadrà, la supernova dovrebbe essere facilmente visibile da Terra, anche in pieno giorno.

Le supergiganti rosse nascondono ancora parecchi misteri irrisolti. Uno di essi è il modo con il quale questi colossi riescano a perdere enormi quantità di materia – quasi equivalenti alla massa del Sole – in soli 10000 anni. Due gruppi di astronomi hanno utilizzato il Very Large Telescope (VLT) dell’ESO e alcune delle tecnologie più avanzate per dare un’occhiata più da vicino a questa stella gigantesca. Il lavoro combinato dei due gruppi indica che la risposta al problema ancora aperto relativo al meccanismo della perdita di massa di queste stelle potrebbe essere a portata di mano.

Il primo gruppo ha usato NACO, uno strumento di ottica adattiva, combinato con una tecnica che viene chiamata “cattura fortunata di immagini”. In questo modo hanno ottenuto la più nitida immagine di Betelgeuse mai vista finora, nonostante la turbolenza e le distorsioni dovute all’atmosfera terrestre. Nel metodo di “cattura fortunata di immagini” vengono selezionate solo le esposizioni più nitide, che vengono combinate in una singola immagine la cui qualità è migliore rispetto a quanto non si otterrebbe con una singola esposizione più lunga.

Le immagini ottenute con NACO raggiungono quasi il limite teorico di risoluzione per un telescopio di 8 metri di diametro. Hanno infatti una risoluzione di ben 37 milliarcosecondi, che corrisponde alle dimensioni di una pallina da tennis posta sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), vista da Terra.

“Grazie a queste immagini eccezionali, abbiamo rivelato una grande piuma di gas che si estende nello spazio a partire dalla superficie di Betelgeuse,” dice Pierre Kervalla, dell’Osservatorio di Parigi, a capo del gruppo di ricerca. La piuma si estende per una lunghezza almeno sei volte maggiore del diametro della stella, equivalente alla distanza tra il Sole e Nettuno.

“Queste immagini indicano chiaramente che lo strato esterno della stella non rilascia materiale uniformemente in tutte le direzioni,”aggiunge Kervella. Due meccanismi potrebbero spiegare questa asimmetria. Il primo ipotizza che la perdita di massa avvenga sopra le calotte polari della stella gigante, forse a causa della sua rotazione.
L’altra possibilità è che questa piuma si generi al di sopra di zone convettive nella stella, ovvero zone in cui si generano dei moti di gas su larga scala – analoghi ai moti di circolazione che si possono osservare nell’acqua scaldata in una pentola.

Per giungere a una soluzione, gli astronomi avevano bisogno di sondare il gigante ancora più in dettaglio. Per farlo Keiichi Ohnaka, dell’Istituto Max Planck Institute per la Radio Astronomia di Bonn (Germania), e i suoi colleghi, hanno sfruttato l’interferometria. Lo strumento AMBER, montato sul Very Large Telescope Interferometer dell’ESO, ha permesso di combinare la luce proveniente da tre Telescopi Ausiliari (ciascuno di 1.8 metri) del VLT, svolgendo osservazioni pari a quelle che si otterrebbero con un telescopio gigante virtuale dal diametro 48 metri. Con questa risoluzione superba, gli astronomi hanno ottenuto in maniera indiretta particolari quattro volte più dettagliati delle già sorprendenti immagini ottenute con NACO (in altre parole, pari alle dimensioni di una biglia sulla ISS vista da Terra).

“Le nostre osservazioni fatte con AMBER sono le immagini più dettagliate mai ottenute di Betelgeuse. Inoltre, abbiamo rivelato come il gas si muova in zone diverse della superficie di Betelgeuse – è la prima volta che un risultato del genere viene ottenuto per una stella che non sia il Sole”, dice Ohnaka.

Le osservazioni svolte con AMBER rivelano che il gas nell’atmosfera di Betelgeuse si muove vigorosamente su e giù e che queste bolle sono grandi quanto la stella supergigante stessa. Queste osservazioni ineguagliabili hanno condotto gli astronomi a proporre che questi movimenti del gas su larga scala, che si muovono sotto la rossa superficie di Betelgeuse, siano all’origine dell’emissione della massiccia piuma nello spazio.

Note

[1] Se Betelgeuse fosse al centro del nostro Sistema Solare, si estenderebbe quasi fino all’orbita di Giove, inghiottendo Mercurio, Venere, la Terra, Marte e la principale cintura di asteroidi.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca è presentata in due articoli scientifici che verranno pubblicati nella rivista Astronomy and Astrophysics:
The close circumstellar environment of Betelgeuse: Adaptive optics spectro-imaging in the near-IR with VLT/NACO, di Pierre Kervella et al., e Spatially resolving the inhomogeneous structure of the dynamical atmosphere of Betelgeuse with VLTI/AMBER, di Keiichi Ohnaka et al..

I gruppi di ricerca comprendono P. Kervella, G. Perrin, S. Lacour, e X. Haubois (LESIA, Observatoire de Paris, Francia), T. Verhoelst (K. U. Leuven, Belgio), S. T. Ridgway (National Optical Astronomy Observatories, USA), e J. Cami (University of Western Ontario, Canada), e K. Ohnaka, K.-H. Hofmann, T. Driebe, F. Millour, D. Schertl, e G. Weigelt (Max-Planck-Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germania), M. Benisty (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italia), A. Chelli (LAOG, Grenoble, Francia), R. Petrov e F. Vakili (Lab. H. Fizeau, OCA, Nice, Francia), e Ph. Stee (Lab. H. Fizeau, OCA, Grasse, Francia).

L’European Southern Observatory (ESO), è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e il più produttivo osservatorio astronomico al mondo. È sostenuta da 14 Stati: Austria, Belgio, Repubblica Ceca, Danimarca, Francia, Finlandia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Portogallo, Spagna, Svezia, Svizzera ed Inghilterra. L’ESO persegue un programma ambizioso, incentrato sulla progettazione, costruzione e operazione di potenti strutture osservative da Terra che permettono agli astronomi di ottenere importanti scoperte scientifiche. L’ESO svolge un ruolo di primo piano anche nel promuovere e organizzare cooperazioni nella ricerca astronomica. L’ESO gestisce tre dei migliori siti osservativi in Cile, unici al mondo: La Silla, Paranal e Chajnantor. Al Paranal, l’ESO gestisce il Very Large Telescope, l’osservatorio astronomico nella banda del visibile più avanzato al mondo. L’ESO è il partner europeo di ALMA, un telescopio astronomico rivoluzionario, il più grande progetto astronomico esistente. L’ESO sta attualmente pianificando un telescopio nel visibile e vicino infrarosso dal diametro di 42 metri, l’European Extremely Large Telescope, E-ELT, un telescopio che diventerà “il più grande occhio del mondo sul cielo”.

Links

• Articoli scientifici: Kervella, P. et al. e Ohnaka, K. et al.
• Maggiori informazioni: pagina web del VLT
• Maggiori informazioni: pagina web sull’ottica adattativa
• Maggiori informazioni: pagina web sull’interferometria

Contatti

Pierre Kervella
Observatoire de Paris-Meudon
Paris, France
Tel.: +33 1 45 07 79 66
E-mail: Pierre.Kervella@obspm.fr

Keiichi Ohnaka
Max-Planck Institute for Radio Astronomy
Bonn, Germany
Tel.: +33 1 45 07 79 66
E-mail: kohnaka@mpifr-bonn.mpg.de

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso0927.