Onde mostruose alte come tre soli si infrangono su una stella colossale

 

Osservato per la prima volta in un sistema di stelle un fenomeno straordinario: onde colossali causate dalla gravità di uno degli astri si infrangono ripetutamente su una delle stelle del sistema.

 

 

 

Un sistema stellare estremo ha incuriosito i ricercatori perché è la più drammatica stella pulsante mai registrata.

Nuovi modelli hanno rivelato che le onde titaniche, generate dalle maree, si infrangono ripetutamente su una delle stelle del sistema, fenomeno mai osservato in precedenza.

Le stelle pulsanti sono stelle in coppie ravvicinate che periodicamente pulsano in luminosità, come il ritmo di un cuore che batte su una macchina ECG.

Tali stelle attraversano orbite ovali allungate. Ogni volta che nel sistema si avvicinano, la gravità delle stelle genera maree, proprio come la Luna crea le maree oceaniche sulla Terra.

Le maree allungano e distorcono le forme delle stelle, alterando la quantità di luce stellare vista provenire da loro mentre i loro lati larghi o stretti si rivolgono alternativamente verso la Terra.

Un nuovo studio spiega perché le fluttuazioni di luminosità di un sistema stellare di questo tipo  misurano circa 200 volte maggiori delle tipiche stelle pulsanti.

La causa: onde gigantesche che rotolano attraverso la stella più grande, sollevate quando la sua stella compagna più piccola fa regolarmente passaggi ravvicinati.

Queste onde di marea raggiungono altezze così imponenti e velocità elevate, rileva lo studio, che le onde si rompono – come quelle dell’oceano – e si schiantano sulla superficie della grande stella.

Il sistema offre uno sguardo senza precedenti su come interagiscono le stelle massicce.

“Ogni schianto delle imponenti onde di marea della stella rilascia abbastanza energia da disintegrare il nostro intero pianeta diverse centinaia di volte”, dice Morgan MacLeod, un borsista post-dottorato in astrofisica teorica presso il Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) e autore di un nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy che riporta i risultati. “Queste sono davvero grandi onde”.

Eppure, secondo il professor Abraham (Avi) Loeb, consulente di MacLeod, direttore dell’Institute for Theory and Computation al CfA e altro autore dell’articolo, “Le onde che si infrangono nelle stelle sono belle come quelle sulle spiagge dei nostri oceani”.

Queste stelle sono state osservate per la prima volta quando il telescopio spaziale Kepler della NASA, a caccia di esopianeti, ha individuato le loro pulsazioni di luminosità stellare.

La stella più grande del sistema è quasi 35 volte la massa del Sole e, insieme alla sua stella compagna più piccola, è ufficialmente designata MACHO 80.7443.1718 – non a causa di una forza stellare, ma perché i cambiamenti di luminosità del sistema sono stati registrati per la prima volta dal Progetto MACHO nel 1990, che ha cercato segni di materia oscura nella nostra galassia.

La maggior parte delle stelle di questo tipo variano in luminosità solo di circa lo 0,1%, ma MACHO 80.7443.1718 è balzata agli astronomi a causa delle sue oscillazioni di luminosità senza precedenti, su e giù del 20%. “Non conosciamo nessun’altra stella che vari così ampiamente”, dice MacLeod.

Per svelare il mistero, MacLeod ha creato un modello computerizzato di MACHO 80.7443.1718. Il suo modello ha catturato come la gravità interagente delle due stelle generi enormi maree nella stella più grande.

Le onde di marea risultanti salgono a circa un quinto del raggio della stella gigantesca, che equivale a onde alte circa tre soli impilati uno sopra l’altro.

Le simulazioni mostrano che le onde massicce iniziano come onde lisce e organizzate, proprio come le onde dell’acqua dell’oceano, prima di piegarsi su se stesse e rompersi.

Come i bagnanti sanno, le onde dell’oceano che si infrangono potentemente lanciano spruzzi e bolle marine, lasciando “un grande disordine schiumoso” dove una volta c’era un’onda liscia, dice MacLeod.

L’enorme rilascio di energia delle onde che si infrangono su MACHO 80.7443.1718 ha due effetti, secondo il modello di MacLeod.

Ruota la superficie stellare sempre più velocemente e lancia gas stellare verso l’esterno per formare un’atmosfera stellare rotante e luminosa.

Circa una volta al mese, le due stelle si avvicinano l’un l’altra e una nuova onda mostruosa attraversa la superficie della stella.

Cumulativamente, questa agitazione ha causato il rigonfiamento della grande stella in MACHO 80.7443.1718 al suo equatore di circa il 50% in più rispetto ai suoi poli.

E, con ogni nuova ondata che passa, più materiale viene lanciato verso l’esterno. Il caratteristico bagliore di questa atmosfera era uno degli indizi chiave che le onde si stavano infrangendo sulla superficie della stella, secondo MacLeod.

Per quanto senza precedenti sia MACHO 80.7443.1718, è improbabile che sia unico. Delle quasi 1.000 stelle simili scoperte finora, circa 20 mostrano grandi fluttuazioni di luminosità che si avvicinano a quelle del sistema simulato da MacLeod e Loeb.

“Questa potrebbe essere solo la prima di una classe crescente di oggetti astronomici”, dice MacLeod. “Stiamo già pianificando una ricerca di altre stelle, alla ricerca delle atmosfere luminose lanciate dalle loro onde che si infrangono”.

Tutto sommato, MacLeod dice che siamo fortunati ad aver catturato la stella in questa fase: “Stiamo guardando un momento breve e trasformativo in una lunga vita stellare”. E osservando le colossali onde rotolare su una superficie stellare, gli astronomi sperano di ottenere una comprensione di come le interazioni strette modellano l’evoluzione delle coppie stellari.

 

Crediti: Melissa Weiss, CfA