Il mistero della diminuzione della luminosità di una stella

Pochi giorni fa è apparso su UniverseToday un interessante articolo riguardante una stella che mantenendo costante per parecchie decadi ha la propria luminosità, all’improvviso si è affievolita: subito a noi appassionati di Astronomia è venuta alla mente una situazione simile che abbiamo potuto osservare anche ad occhio nudo appena qualche anno fa.

Betelgeuse e la sua diminuzione di luminosità

Vi ricordate il “Great Dimming Event” (GDE, l’evento di grande attenuazione di luminosità) di Betelgeuse tra ottobre 2019 e febbraio 2020? Si era pensato dapprima che la stella gigante stesse per esplodere come una supernova, ma poi si è capito il motivo.

Si era infatti verificata una espulsione di una massiccia bolla di gas che, successivamente raffreddata, ha formato una nuvola di polvere che aveva oscurato la luce della stella.

Tutto ciò aveva provocato un drammatico abbassamento della luminosità della stella, (che aveva perso due terzi della sua luminosità) che da stella di prima grandezza era diventata appena visibile ad occhio nudo. Il tutto per meno di 5 mesi, 150 giorni circa.

In questo articolo di agosto 2022 avevo fatto il punto della situazione, dopo tanto tempo dalla GDE, in cui spiegavo i dettagli dell’evento, mentre in un altro articolo più recente, di marzo 2024, avevo parlato di successive diminuzioni di luminosità della stella principale della costellazione di Orione, che ha un complicato andamento della luminosità con il trascorrere del tempo, con cicli parecchio complessi e sotto costante studio degli scienziati di tutto il mondo, aiutati dalla immagini e dati delle sonde spaziali.

Da Wikipedia vediamo l’andamento parecchio travagliato della magnitudine di Betelgeuse nel corso di vari anni e centrato sul GDE.

Dopo questo ricordo di un evento accaduto durante il terribile lockdown causato dalla pandemia, vediamo insieme cosa dice il noto Mark Thompson nel suo articolo che come sempre traduco in modo ragionato e non certo artificiale.

Un’altra stella attenua la propria luminosità

Immaginate una stella che brilla di una luminosità costante per decine di anni e che all’improvviso riduce la propria luminosità ad appena il 3%, non per qualche giorno o settimana, ma stavolta per circa otto mesi: è quello che è capitato alla stella denominata ASASSN-24fw di magnitudine 13, che si trova nella costellazione dell’Unicorno a circa 3200 anni luce dal Sistema Solare. (ndr: la sigla abbastanza inquietante “ASASSN” deriva da “All Sky Automated Survey for supernovae“, un programma internazionale di ricerca di supernove fino alla magnitudine 17, nato nel Dipartimento di Astronomia dell’Università dell’Ohio)

(ndr: ricordo inoltre che la costellazione dell’Unicorno, che ho descritta in questo mio articolo, per una strana coincidenza, si trova proprio confinante con la costellazione di Orione)

Questo evento è apparso molto sconcertante agli occhi degli Astronomi, soprattutto perché le stelle normalmente non si comportano in questo modo: quando un oggetto (ad esempio un pianeta) passa in prospettiva, transita, davanti ad una stella, l’affievolimento della luminosità dura tipicamente qualche giorno, al massimo qualche settimana. In questo caso l’affievolimento è durato per circa 200 giorni, generando l’evento più lungo mai registrato e osservato. (ndr da pignolone: strano! fatti i conti, gli otto mesi citati in precedenza dovrebbero corrispondere a molto più di 200 giorni!)

I ricercatori sospettano che qualcosa di insolito abbia bloccato la luce della stella, ma di cosa si tratta? In una nuova pubblicazione nell’MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) indicano di aver risolto il caso, con una motivazione meravigliosamente esotica.

La spiegazione proposta

La spiegazione più plausibile è che si tratti di una nana bruna circondata da un sistema assolutamente enorme di anelli, simile come concetto ai famosissimi anelli di Saturno, ma in una scala decisamente più grande: immaginate un piatto gigante che passa davanti ad una stella, bloccandone gradualmente la luminosità.

In questa immagine possiamo vedere una comparazione tra le grandezze fisiche del Sole, di una stella di massa inferiore, di una nana bruna, di Giove e della nostra Terra.

Le nane brune occupano un ramo particolare dell’albero genealogico delle stelle: sono troppo massicce per essere pianeti, ma hanno una massa tale da controllare gravitazionalmente lo spazio circostante. Però non sono invece così massicce per permettere reazioni di fusione nucleare delle stelle. Vengono anche chiamate “stelle mancate” anche se ciò sembra piuttosto ingiusto dato che si tratta comunque di oggetti celesti ricchi di fascino.

Una spiegazione alternativa è che l’oggetto si tratti di un super-Giove, un gigante gassoso cresciuto in modo sproporzionato, al punto da spostare i confini tra quegli oggetti che chiameremmo pianeti da un lato e nane brune dall’altro. Ad ogni modo, il sistema di anelli che blocca la vista della stella è cresciuto davvero in modo sbalorditivo: hanno calcolato che si estenda a circa 0.17 UA dal corpo celeste centrale, praticamente la metà della distanza che separa Mercurio dal Sole. Davvero colossale!

Il responsabile dello studio, Sarang Shah, dell’Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics, in India, spiega che l’abbassamento di luminosità si è presentato gradualmente perché le parti esterne degli anelli sono sottili, mentre il drammatico calo di luminosità è avvenuto quando le regioni più dense di materiale, quelle centrali, sono passate davanti alla stella.

Dagli studi è emerso che l’oggetto in esame ha una massa di almeno tre volte quella di Giove, ma in più hanno scoperto che anche la stella presenta una struttura circumstellare nelle vicinanze, probabili resti di una collisione planetaria. Ma anche questo è abbastanza insolito perché la stella ha probabilmente più di un miliardo di anni e ci si aspetta che in questo lungo lasso di tempo il materiale circostante possa essere stato spazzato via.

Un’ulteriore scoperta è stata l’aver trovato che nelle vicinanze della stella ASASSN-24fw è presente una stella nana rossa: come dire che cercando di risolvere un mistero, se ne scoprono altri.

La presenza di sistemi di anelli molto grandi intorno ad oggetti massicci viene di solito ipotizzata, dal momento che tali sistemi sono diabolicamente difficili da osservare direttamente: questo raro evento darà agli Astronomi la possibilità di di studiare questo sistema stellare in grande dettaglio, praticamente sfruttando la stella in sottofondo come una fonte di luce che illumina la struttura che le passa davanti.

I ricercatori ora aspettano di poter utilizzare grandi telescopi quali il VLT (Very Large Telescope) in Cile ed il mitico JWST (James Webb Space Telescope) per collezionare altri dati su questo sistema stellare: vogliono riuscire a capire come si formino ed evolvano strutture di questa grandezza e come ci possano aiutare nello studio della formazione dei pianeti, più in generale.

Attendiamo fiduciosi nuove informazioni!