ASCOLTA I NOSTRI PODCAST SU SPOTIFY
Un recente studio quinquennale ha portato alla luce nuove informazioni sulle proprietà delle ipergiganti gialle, una classe di stelle pesanti nota per le loro drammatiche esplosioni.
Gli scienziati si sono concentrati su Rho Cassiopeiae (Rho Cas), HR 8752 e HR 5171A, rivelando che Rho Cas mostra esplosioni cicliche ogni 10-40 anni, con grandi fluttuazioni della sua temperatura superficiale.
Alex Lobel dell’Osservatorio Reale del Belgio (ROB) ha fatto parte di questo studio internazionale che ha combinato dati storici che coprono 138 anni.
I risultati, pubblicati su Astronomy and Astrophysics, mostrano che pulsazioni vigorose innescano queste massicce eruzioni. Offrono anche una comprensione più chiara della rapida evoluzione delle Ipergiganti Gialle e della loro potenziale trasformazione in stelle Variabili Blu Luminose o supernove esplosive.
Ipergiganti gialle
Le ipergiganti sono tra le stelle più massicce e luminose della nostra Galassia. Mostrano eventi di esplosioni ricorrenti e drammatici che hanno lasciato perplessi gli astronomi per decenni.
Membri importanti sono Rho Cassiopeiae, HR 8752 e HR 5171A. Sono nelle fasi finali della loro rapida evoluzione, offrendo intuizioni uniche sul ciclo di vita di stelle molto pesanti, con temperature superficiali paragonabili a quelle del Sole, ma fino a mezzo milione di volte più luminose.
Lo studio delle ipergiganti offre agli astronomi uno sguardo raro sulla tarda vita delle stelle massicce. In particolare, possiamo dare un’occhiata allo stadio appena prima che si evolvano in supernovae a collasso del nucleo o, in alternativa, in una diversa classe di ipergiganti più calde chiamate “Variabili Blu Luminose”.
Questa transizione si verifica quando le Ipergiganti Gialle si evolvono rapidamente attraverso il cosiddetto Vuoto Evolutivo Giallo nel diagramma superiore di Hertzsprung-Russell della temperatura stellare rispetto alla luminosità.
Comprendere le esplosioni e le pulsazioni ricorrenti delle Ipergiganti Gialle aiuta gli astronomi a perfezionare i modelli teorici degli stadi evolutivi stellari avanzati e a migliorare la comprensione dei fenomeni di eruzione stellare ciclica.
Diagramma di Hertzprung-Russell in cui le temperature delle stelle (asse orizzontale) sono rappresentate in funzione della loro luminosità (asse verticale, misurato rispetto al Sole in questo diagramma). La posizione di una stella nel diagramma fornisce informazioni sul suo stadio attuale e sulla sua massa. Le stelle che bruciano l’idrogeno in elio si trovano sul ramo diagonale, la cosiddetta sequenza principale di cui il Sole fa parte. Quando una stella esaurisce tutto l’idrogeno, lascia la sequenza principale e diventa una gigante rossa o una supergigante o ipergigante, a seconda della sua massa. Le stelle con la massa del Sole che hanno bruciato tutto il loro combustibile si evolvono infine in una nana bianca (angolo in basso a sinistra). Alcune supergiganti gialle si evolveranno in Variabili Blu Luminose, stelle ipergiganti più calde che hanno la stessa gamma di luminosità. Crediti: ESO (annotato da L. B. S. Pham).
Squadra internazionale
Il nuovo studio, condotto negli ultimi cinque anni da un team internazionale di scienziati nei Paesi Bassi (Università di Leiden), in Belgio (ROB) e nel Regno Unito (Università di Durham) incorpora anche preziosi contributi di dati da astronomi dilettanti di tutto il mondo. Il team si è concentrato su Rho Cas, una delle ipergiganti più studiate e visibili ad occhio nudo, analizzando la variabilità della luminosità a lungo termine dal 1885 al 2023. Questo ampio set di dati ha permesso loro di studiare le sue eccezionali proprietà fisiche, nonché l’inizio e la progressione di tre importanti eventi di esplosione atmosferica nel 1986, 2000 e 2013.
Queste osservazioni a lungo termine rivelano un modello affascinante: Rho Cas mostra eruzioni atmosferiche cicliche ogni 10-40 anni, ognuna delle quali comporta una significativa fluttuazione della temperatura superficiale, che varia da ~4500 a 7500 °C. Le nuove scoperte offrono un’opportunità unica per seguire una stella molto massiccia in mezzo a cambiamenti evolutivi accelerati.
Rappresentazione artistica della stella ipergigante gialla Rho Cassiopeiae, attorno alla quale si formano gusci di gas a causa delle esplosioni ricorrenti osservate negli ultimi 130 anni. Crediti: Alex Lobel. Fonte: https://brass.heliohost.org/alobel/rhocas/RhoCasArt2025.png
Esplosioni ipergiganti
Per la prima volta, il team ha calcolato precise relazioni di calibrazione della temperatura sulla base di dati spettroscopici affidabili, combinati con osservazioni fotometriche tra il 1962 e il 2020.
Questa nuova metodologia consente un’analisi più accurata di queste stelle estreme, in particolare del comportamento dinamico delle loro enormi atmosfere (le ipergiganti gialle hanno diametri da 400 a 700 volte quelli del Sole).
Lo studio rivela che le pulsazioni di Rho Cas diventano più intense quando ci si avvicina a un evento di outburst. In particolare, i periodi di pulsazione osservati nella curva di luminosità in banda V (o visibile) delle ipergiganti si allungano e le ampiezze di pulsazione aumentano negli anni che precedono un evento eruttivo.
Questo segnala che forti pulsazioni radiali svolgono un ruolo cruciale nell’innescare esplosioni ricorrenti, che si sono verificate sei volte negli ultimi 138 anni, con intervalli di tempo di 10, 41, 40, 14 e 13 anni.
Secondo il Dr. Lobel, co-autore di questo studio: “È la prima volta che è stata fatta un’indagine approfondita con quasi tutti i dati storici disponibili di Rho Cas che abbiamo raccolto dalla letteratura, risalendo al XIX secolo. Inoltre, potremmo combinare con nuove osservazioni, compresi i preziosi contributi degli astronomi dilettanti.”
Un video clip di un minuto (animazione) sulla Yellow Hypergiant Rho Cassiopeiae può essere visto qui in lingua inglese, francese e olandese. Crediti: Alex Lobel (condiviso con licenza CC BY—NC-SA 4.0 International). Fonte: https://brass.heliohost.org/alobel/pressrel2025.html
La ricerca ha anche studiato altre due famigerate ipergiganti gialle, HR 8752 e HR 5171A. Si è scoperto che HR 8752 si evolve su un percorso evolutivo verso il blu dopo il 1996, con la sua luminosità visiva che rimane quasi costante tra il 2017 e il 2023.
HR 5171A ha ripreso il suo modello di pulsazione all’inizio del 2018 dopo un periodo di graduale declino della luminosità.
Il nuovo studio e le osservazioni sono significativi perché forniscono importanti intuizioni nell’evoluzione accelerata delle ipergiganti gialle.
Nel complesso, non solo migliora la nostra comprensione delle stelle estreme, come Rho Cas e le sue eruzioni ricorrenti, ma contribuisce anche a una più ampia conoscenza delle ipergiganti gialle, della loro variabilità e importanza per l’evoluzione stellare.
