Scoperta la compagna stellare di Betelgeuse, a lungo prevista

Il telescopio Gemini North alle Hawaii rivela un compagno mai visto prima a Betelgeuse, risolvendo un mistero millenario.

Gli astronomi hanno scoperto una stella compagna in un’orbita incredibilmente stretta attorno a Betelgeuse utilizzando lo strumento Alopeke finanziato dalla NASA e dalla National Science Foundation degli Stati Uniti su Gemini North, metà dell’Osservatorio Internazionale Gemini, in parte finanziato dalla NSF e gestito dalla NSF NOIRLab.

Questa scoperta risponde al mistero di lunga data della luminosità variabile della stella e fornisce informazioni sui meccanismi fisici alla base di altre supergiganti rosse variabili.

Betelgeuse è una delle stelle più luminose del cielo notturno e la supergigante rossa più vicina alla Terra.

Ha un volume enorme, che copre un raggio circa 700 volte quello del Sole.

Nonostante abbia solo dieci milioni di anni, che è considerato giovane per gli standard astronomici, è in tarda età.

Situata nella spalla della costellazione di Orione, le persone hanno osservato Betelgeuse ad occhio nudo per millenni, notando che la stella cambia di luminosità nel tempo.

Gli astronomi hanno stabilito che Betelgeuse ha un periodo principale di variabilità di circa 400 giorni e un periodo secondario più esteso di circa sei anni.

Nel 2019 e nel 2020, c’è stata una forte diminuzione della luminosità di Betelgeuse, un evento noto come il “Grande Oscuramento”.

L’evento ha portato alcuni a credere che la morte di una supernova si stesse avvicinando rapidamente, ma gli scienziati sono stati in grado di determinare che l’oscuramento era in realtà causato da una grande nube di polvere espulsa da Betelgeuse.

Il mistero del Grande Oscuramento è stato risolto, ma l’evento ha suscitato un rinnovato interesse per lo studio di Betelgeuse, che ha portato a nuove analisi dei dati d’archivio sulla stella.

Un’analisi ha portato gli scienziati a proporre che la causa della variabilità di sei anni di Betelgeuse sia la presenza di una stella compagna.

Ma quando il telescopio spaziale Hubble e l’osservatorio a raggi X Chandra hanno cercato questa compagna, non sono state effettuate rilevazioni.

La stella compagna è stata ora rilevata per la prima volta da un team di astrofisici guidati da Steve Howell, ricercatore senior presso l’Ames Research Center della NASA.

Hanno osservato Betelgeuse usando un imager speckle chiamato ‘Alopeke‘.

Alopeke, che significa ‘volpe’ in hawaiano, è finanziato dal NASA-NSF Exoplanet Observational Research Program (NN-EXPLORE) ed è montato sul telescopio Gemini North, metà dell’International Gemini Observatory, finanziato in parte dalla National Science Foundation degli Stati Uniti e gestito da NSF NOIRLab.

L’imaging speckle è una tecnica di imaging astronomico che utilizza tempi di esposizione molto brevi per congelare le distorsioni nelle immagini causate dall’atmosfera terrestre.

Questa tecnica consente un’alta risoluzione che, combinata con la potenza di raccolta della luce dello specchio di 8,1 metri di Gemini North, ha permesso di rilevare direttamente il debole compagno di Betelgeuse.

L’analisi della luce della stella compagna ha permesso a Howell e al suo team di determinare le caratteristiche della stella compagna.

Hanno scoperto che è sei magnitudini più debole di Betelgeuse nella gamma di lunghezze d’onda ottiche, ha una massa stimata di circa 1,5 volte quella del Sole e sembra essere una stella di pre-sequenza principale di tipo A o B – una stella calda, giovane, bianco-blu che non ha ancora iniziato a bruciare idrogeno nel suo nucleo.

La compagna si trova a una distanza relativamente ravvicinata dalla superficie di Betelgeuse, circa quattro volte la distanza tra la Terra e il Sole.

Questa scoperta è la prima volta che una compagna stellare vicina è stata rilevata in orbita attorno a una stella supergigante.

Ancora più impressionante: la compagna orbita bene all’interno dell’atmosfera estesa esterna di Betelgeuse, dimostrando le incredibili capacità risolutive di ‘Alopeke.

“La capacità di Gemini North di ottenere alte risoluzioni angolari e contrasti netti ha permesso di rilevare direttamente la compagna di Betelgeuse”, afferma Howell.

Inoltre, spiega che “Alopeke ha fatto ciò che nessun altro telescopio ha fatto prima: “Gli articoli che prevedevano che il compagno di Betelgeuse credeva che nessuno sarebbe stato probabilmente mai in grado di fotografarlo”.

Questa scoperta fornisce un quadro più chiaro della vita e della morte futura di questa supergigante rossa. Betelgeuse e la sua stella compagna sono probabilmente nate nello stesso periodo.

Tuttavia, la stella compagna avrà una durata di vita più breve poiché le forti forze di marea la faranno precipitare a spirale verso Betelgeuse e andare incontro alla sua scomparsa, che gli scienziati stimano avverrà entro i prossimi 10.000 anni.

La scoperta aiuta anche a spiegare perché stelle supergiganti rosse simili potrebbero subire cambiamenti periodici nella loro luminosità sulla scala di molti anni.

Howell condivide la sua speranza per ulteriori studi in questo settore: “Questa rilevazione era agli estremi di ciò che può essere realizzato con Gemini in termini di imaging ad alta risoluzione angolare, e ha funzionato. Questo ora apre la porta ad altre attività osservative di natura simile”.

Martin Still, direttore del programma NSF per l’Osservatorio Internazionale Gemini, aggiunge: “Le capacità di speckle fornite dall’Osservatorio Internazionale Gemini continuano ad essere uno strumento spettacolare, aperto a tutti gli astronomi per una vasta gamma di applicazioni astronomiche. Fornire la soluzione al problema di Betelgeuse che ha resistito per centinaia di anni sarà un risultato significativo e suggestivo”.

Un’altra opportunità per studiare la compagna stellare di Betelgeuse si presenterà nel novembre 2027, quando tornerà alla sua separazione più lontana da Betelgeuse, e quindi più facile da rilevare.

Howell e il suo team attendono con impazienza le osservazioni di Betelgeuse prima e durante questo evento per limitare meglio la natura del compagno.

Immagine: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA
Image Processing: M. Zamani (NSF NOIRLab)

The post Scoperta la compagna stellare di Betelgeuse, a lungo prevista appeared first on Cronache di Scienza.