Ancora una volta, durante l’osservazione silenziosa di un cosmo denso di segreti, gli astrofisici sono inciampati in un’eccezione che scuote i modelli teorici finora conosciuti. Questa volta la responsabile è di una stella gialla, classificata con questo colore sulla base del suo spettro elettromagnetico e per la sua temperatura tra i 5000 e i 6000 K.
Alla fine della sua vita, una fredda stella gialla dovrebbe essere avvolta dall’idrogeno, che nasconde il cuore molto più caldo. Tuttavia, una stella a 35 milioni di anni luce dalla Terra, nell’ammasso galattico della Vergine, sembra essere arrivata in punto di morte priva del suo strato di idrogeno. Essa è stata individuata come la progenitrice della supernova SN 2019yvr, che non presenta tracce di questo elemento chimico.
“Non abbiamo mai visto questo scenario prima” spiega Charles Kilpatrick. Borsista post-dottorato presso il Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA) della Northwestern University, ha guidato lo studio su questa strana supernova e sulla stella che l’ha originata. “Abbiamo esaminato ogni singolo modello stellare che potrebbe spiegare una stella come questa, e ogni singolo modello richiede che la stella avesse idrogeno. Cosa che, dalla sua supernova, sappiamo che non aveva”.
Cosa dicono i dati di Pan-STARRS, cacciatore di supernovae
Kilpatrick è un membro dello Young Supernova Experiment, che utilizza Pan-STARRS per catturare le supernove subito dopo che esplodono. Pan-STARRS è un sistema di telescopi per l’imaging astronomico ad ampio campo, sviluppato e gestito dall’Institute for Astronomy presso l’Università delle Hawaii. Sfruttando i suoi dati, nel 2019 il team dello Young Supernova Experiment ha individuato la supernova SN 2019yvr nella galassia a spirale NGC 4666. Si tratta di una supernova di tipo Ib, generata in seguito al collasso di una stella massiccia.
Per comprendere chi fosse questa stella, gli astronomi hanno utilizzato le immagini dello spazio profondo catturate dal telescopio spaziale Hubble e le hanno confrontate con quelle dei telescopi terrestri. In questo modo, hanno individuato la possibile vittima (e artefice) della catastrofe. Si tratterebbe di una stella grande circa 320 volte il nostro Sole, fotografata nello stesso punto della supernova circa due anni e mezzo prima che fosse osservata l’esplosione.
Un caso decisamente fortuito. “Quello che fanno le stelle massicce prima di esplodere è un grande mistero irrisolto” sottolinea infatti Kilpatrick. “È raro vedere questo tipo di stella prima che esploda in una supernova.”
Il mistero della stella gialla senza idrogeno
Gli astronomi erano contenti di aver individuato la stella esplosa nella SN 2019yvr. Tuttavia si sono presto resi conto che qualcosa non quadrava. La supernova 2019yvr non presentava traccia di idrogeno: questo ha portato ad aspettarsi che anche la stella di partenza ne fosse carente. Ma se così fosse stato, stando ai modelli di evoluzione stellare, essa avrebbe dovuto apparire molto calda e compatta, classificabile come “blu”. E al massimo grande 50 volte il Sole.
Invece la stella individuata come progenitrice di SN2019yvr era gialla, quindi relativamente fredda. Inoltre, era molto massiccia e sembrava imbottita di idrogeno. Affinché questo tipo di stella produca una supernova come SN 2019yvr, deve aver perso gran parte del suo idrogeno prima di esplodere. Ma come?
Il sospetto di eruzioni catastrofiche in punto di morte
La prima ipotesi degli astronomi è che la stella possa aver espulso l’idrogeno nello spazio attraverso violente eruzioni, generate probabilmente dall’instabilità all’interno della stella. Una sorta di potenti spasmi nell’agonia che ne anticipa la morte.
Kilpatrick, pur perplesso dalla stranezza di questo mistero, spiega:
La scoperta di questa stella fornisce alcune delle prove più dirette mai trovate che le stelle subiscano eruzioni catastrofiche, che fanno perdere loro massa prima dell’esplosione. Se la stella stava vivendo queste eruzioni, probabilmente ha espulso il suo idrogeno diversi decenni prima che esplodesse.
Ma è davvero questa la spiegazione?
E se invece fosse tutto opera di una compagna binaria?
Studiando la stella che sembra aver originato la supernova 2019yrv, il team di Kilpatrick ha preso in considerazione anche un’altra possibilità. Una compagna binaria meno massiccia potrebbe aver strappato via l’idrogeno dalla stella progenitrice della supernova. Tuttavia, il team non sarà in grado di cercare la stella compagna fino a quando la luminosità della supernova non si sarà attenuata, il che potrebbe richiedere fino a un decennio.
Gli astronomi però non si danno per vinti, e sono speranzosi di poter avere risposte in quattro o cinque anni. Per risolvere il mistero, Jan Eldridge, astrofisico dell’Università di Auckland in Nuova Zelanda, ha suggerito di riportare Hubble su quell’area del cielo. In questo modo, potrebbero confermare che la stella vista due anni e mezzo prima di SN 2019yvr sia davvero scomparsa ora. E capire se c’è ancora una compagna binaria, poco distante.
Un banco di prova per l’evoluzione stellare
Gli astrofisici teorici spiegano il comportamento delle stelle prima di esplodere attraverso una serie di modelli con diverse ipotesi. Stelle massicce come quella individuata dal team di Kilpatrick sono però scarse nell’Universo locale, quello che riusciamo più facilmente ad osservare, perciò non è semplice testarli. Anche perché la maggior parte di queste stelle non sono affatto sul punto di esplodere. Certo è, che identificare una volta per tutte la vera responsabile di SN 2019yvr potrebbe offrire l’opportunità di investigare sugli scenari proposti dai teorici. “La scoperta è un banco di prova molto importante per l’evoluzione stellare” afferma Sung-Chul Yoon, astrofisico presso la Seoul National University.
Le risposte che gli astronomi attendono potrebbero rivelare che si sono sbagliati, che SN 2019yvr non nasconde in realtà nessun segreto da svelare. E se invece si trattasse di un risvolto cruciale sulla nostra conoscenza della morte delle stelle?
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