Categorie: Nebulose planetarie Stelle
Tags: evoluzione stellare Record stellari wolf-rayet
Scritto da: Vincenzo Zappalà
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Record stellari (4): Le stelle più massicce (e più "artistiche")
Questo articolo, inserito in "Record cosmici" e nell'approfondimento "Dall'Atomo alle Galassie", ne raccoglie tre, pubblicati qualche anno fa, che parlano delle stelle Wolf-Rayet: astri molto massicci che attraversano una fase evolutiva particolarmente turbolenta, preludio ai "fuochi d'artificio" finali.
(Articolo pubblicato il 17/12/2017 )
LE "MICHELANGELO" DELLE NEBULOSE PLANETARIE
Una recente immagine ripresa all’ESO ci mostra la splendida e brillantissima stella WR 22 e la sua opera di “pittura” sulla circostante Nebulosa della Carena, da cui è nata.
Come ben sappiamo le stelle più massicce vivono poco e muoiono ancora giovani. Alcune di queste ne approfittano per lasciarsi andare ad una “vita spericolata” e si fanno notare per la loro attività frenetica e appariscente. Prima di giungere alla fine danno luogo ad una emissione stupefacente di radiazioni che attraversano la loro spessa atmosfera e si disperdono nello spazio circostante. Una grande percentuale di materia viene scaraventata verso l’esterno con una rapidità che supera di milioni di volte quella di una stella “tranquilla” come il nostro Sole.
Questi oggetti, non molto frequenti, prendono il nome di stelle Wolf-Rayet, in onore dei due astronomi francesi che le scoprirono per primi verso la metà del diciannovesimo secolo. Esse sono appunto stelle molto massicce (oltre le 20 masse solari), evolute, che perdono massa molto rapidamente attraverso un violentissimo vento stellare che viaggia a velocità dell’ordine di 2000 km/sec.
Tanto per fare un confronto, il Sole perde massa ad un ritmo di 10−14 masse solari all’anno. Le stelle WR arrivano ad un valore di 10−5. Esse sono inoltre caldissime con temperature superficiali che vanno dai 25000 ai 50000 °K.
La WR 22 è una delle più grandi e luminose (70 masse solari). Essa dista 5000 anni luce da noi, ma è talmente brillante che può essere vista o occhio nudo in condizioni di cielo particolarmente scuro. Ma è la sua opera di “pittura” della nebulosa che la circonda che crea questa bellissima immagine. Per ottenerla sono stati usati tre filtri (rosso, blu e verde) che hanno messo in luce le interazioni tra la radiazione ultravioletta proveniente dalla stella e il gas (soprattutto idrogeno) che forma le nuvole che l’abbracciano quasi completamente.
Ogni tanto l’astrofisica deve anche essere puro piacere estetico. Non trovate?
LE STELLE TIPO-WOLF-RAYET: Pecore in pelle di lupo
E’ celebre il detto: “Un lupo in una pelle di pecora”. Nell’Universo esistono invece “pecore in una pelle di lupo”. Sono oggetti tipo-Wolf-Rayet, di massa molto limitata. Ricordiamo che in inglese “wolf” vuol dire lupo… e quindi una pecora in veste di “wolf” ha un significato che si perde nella traduzione in italiano.
Lo Space Telescope ha ottenuto una splendida immagine della nebulosa planetaria Hen 3-1333. Ricordiamo che le nebulose planetarie non hanno niente a che vedere con i “pianeti”, ma sono associate agli ultimi istanti di vita di stelle di media grandezza come il Sole. Le stelle, ormai morenti, lanciano nello spazio i loro strati superficiali che creano una nebulosità tutt’attorno all’astro, che spesso appare a forma di farfalla, e quando furono osservate per la prima volta con piccoli telescopi, le fecero assomigliare a pianeti. La stella nel “cuore” di Hen 3-1333 ha una massa pari a circa il 60% di quella solare. Tuttavia, la sua luminosità varia notevolmente nel tempo. Probabilmente questa variabilità è causata da un disco di polvere che orbita attorno alla stella, visto quasi di taglio dalla Terra, che periodicamente la oscura.
Essa è una stella tipo-Wolf-Rayet, una fase molto tarda di evoluzione delle stelle simili al Sole. Sono chiamate così perché assomigliano esteriormente alle stelle Wolf-Rayet, che sono però oggetti molto più grandi. Come mai questa somiglianza tra due stelle così diverse per dimensioni? Entrambe sono estremamente calde e luminose. Le giganti perché producono un vento stellare molto violento, le piccole perché hanno portato allo scoperto il proprio nucleo di elio, a seguito dell’espulsione degli strati superficiali di idrogeno.
Un nucleo di elio esposto significa una temperatura molto più alta di quella del Sole, 25 000 – 50 000 °C contro i 5 500 della nostra stella. Insomma, il Sole al suo confronto è veramente freddo!
In conclusione, benché siano veramente piccole e indifese, le stelle tipo-Wolf-Rayet (come quella al centro della Hen 3-1333) simulano l’apparenza delle loro omonime ben più grandi ed energetiche. Un po’ come fa l'innocuo (ma intelligente) bombo che, con i suoi colori, cerca di assomigliare al terribile calabrone.
Insomma, sono proprio “pecorelle in pelle di Wolf-Rayet”.
UN AMMASSO MERAVIGLIOSO E VICINO
Una magnifica immagine ripresa dal VLT dell’ESO mostra i dettagli della più luminosa e compatta zona di formazione stellare della nostra galassia, racchiusa nella nebulosa NGC 3603. Essa servirà come confronto per zone analoghe individuate in galassie lontane e quindi ben più difficili da studiare. Contiene, inoltre, alcune delle stelle più massicce mai misurate nella nostra galassia.
NGC 3603 è una nebulosa dove si lavora freneticamente per formare nuove stelle. Situata a circa 22 000 anni luce da noi, è la più vicina regione di questo tipo e quindi può illustrare dettagliatamente i meccanismi di formazione e di evoluzione ben difficilmente visibili nelle altre galassie. Un vero e proprio “test” locale.
La nebulosa deve la sua forma alla luce e al vento stellare che provengono dalle giovani e pimpanti stelle che stanno nascendo nella sua parte centrale. Questa è formata da migliaia e migliaia di stelle di ogni tipo. La maggioranza ha una massa simile a quella del Sole, ma non mancano oggetti ultra massicci che stanno già per concludere la loro breve vita. Vi sono diverse supergiganti blu, concentrate in meno di un anno luce cubico, e anche tre stelle Wolf-Rayet (oggetti estremamente luminosi e massicci che stanno espellendo un’enorme quantità di materia prima di finire con una gloriosa esplosione di supernova).
Utilizzando un particolare spettrografo (SINFONI) applicato al VLT, è stato possibile confermare che una di queste stelle ha una massa circa 120 volte quella del Sole, probabilmente diventando la stella ancora “viva” più grande della nostra galassia (superando quindi anche Eta Carinae). Chiamata NGC 3603-A1, essa è in realtà una binaria a eclisse, formata da un oggetto di 116 masse solari con un compagno di 89, che girano intorno al comune baricentro in soli 3,77 giorni. (che spettacolo ragazzi!).
Questa zona super abitata ci mostra un album di “foto di famiglia” quasi completo, con stelle a tutti gli stadi della loro vita. Alcune stanno ancora nascendo, altre muovono i primi passi, altre sono in piena fase lavorativa ed altre ancora, ormai in pensione, si stanno avvicinando alla loro fine. Tuttavia (e questo è un altro splendido paradosso dell’Universo) quasi tutte hanno più o meno la stessa età assoluta, circa un milione di anni (un soffio rispetto ai nostri 5 miliardi di anni).
L’apparente giovinezza di alcune e la vecchiaia di altre (come si potrebbe dedurre dall’album fotografico) sono dovute principalmente alla straordinaria varietà di massa che esiste tra di loro.
Le più grandi stanno già morendo, le più piccole stanno ancora emettendo i primi vagiti. Però non cominciate a fare cure dimagranti! Non vale per gli esseri umani…
2 commenti
Non ho capito se anche il Sole alla fine della sua carriera passerà per lo stadio di stella tipo-Wolf-Rayet
Non credo proprio, visto che si parla di stelle che siano almeno 20 volte più massicce del nostro Sole.