La supergigante ha fatto indigestione di neutroni

[Red Hanuman]

La supergigante ha fatto indigestione di neutroni
Trovato il primo esemplare di Oggetto di Thorne-Żytkow, la cui esistenza era stata teorizzata quaranta anni fa. Si tratta di una stella ibrida, una supergigante rossa che ha inglobato una stella di neutroni, modificando le reazioni termonucleari che avvengono al suo interno
di Stefano Parisini
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Immaginate di dovere identificare che tipo di motore possiede un’automobile, senza sbirciare sotto il cofano, utilizzando solo delle analisi chimiche. Con ogni probabilità, dalla composizione dei gas di scarico potreste risalire alle caratteristiche del propulsore. Un procedimento simile è stato utilizzato da un gruppo di astronomi per individuare una bizzarra stella ibrida, appartenente a una categoria che era stata prevista quarant’anni fa ma mai osservata finora.


Fu con un articolo pubblicato nel 1975 su Astrophysical Journal che gli astrofisici Kip Thorne e Anna Żytkow proposero un’ipotetica tipologia di stella ibrida, costituita da una supergigante rossa che contiene al proprio interno una stella di neutroni. L’ipotesi prevede che, nate nel medesimo ventre di supernova, l’interazione fra le due stelle rimane così stretta che la supergigante rossa, molto più massiccia, a un certo punto inghiottisce l’ignara stella di neutroni. Quest’ultima rimarrebbe a sballonzolare per un po’ attorno al nucleo della sorellastra prima di essere digerita del tutto. Una digestione che non solo risulterebbe difficile ma che, a causa della natura altamente energetica del boccone, altererebbe addirittura il metabolismo della supergigante rossa, normalmente basato sulla classica nucleosintesi stellare. L’ipotetico astro ingordo viene definito Oggetto di Thorne-Żytkow, abbreviato in TŻO, di cui finora non si avevano evidenze osservative sufficientemente convincenti.


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Emily Levesque (dal sito web personale)
Almeno fino all’inizio di quest’anno, quando Emily Levesque, astronoma della University of Colorado, ha annunciato di avere scovato, assieme ad altri colleghi, un candidato come Oggetto di Thorne-Żytkow. Ora la ricerca è stata accettata per la pubblicazione dalla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters e si può quindi parlare un po’ più ufficialmente di scoperta vera e propria. Il gruppo di astronomi guidato da Levesque ha utilizzato uno dei due telescopi gemelli da 6,5 metri Magellan all’Osservatorio di Las Campanas, in Cile, per esaminare lo spettro della luce emessa da una serie di apparenti supergiganti rosse e determinare quali elementi chimici fossero presenti. Quando lo spettro di una particolare stella – HV 2112 nella Piccola Nube di Magellano – è comparso per la prima volta sullo schermo, Nidia Morrell dei Carnegie Observatories di La Serena in Cile, componente del team, è rimasta subito colpita da alcune caratteristiche insolite. “Non so di cosa si tratta, ma so che mi piace!”, è stato il subitaneo pensiero.


A un esame più approfondito, i ricercatori hanno scoperto che le delicate linee spettrali indicavano una presenza in eccesso di rubidio, litio e molibdeno. Precedenti ricerche hanno dimostrato che tutti questi elementi possono venire creati durante i normali processi termonucleari stellari. Ma la notevole abbondanza di tutti e tre alle temperature tipiche delle supergiganti rosse è, secondo gli autori, la firma inconfondibile di un Oggetto di Thorne- Żytkow.


“Studiare questi oggetti è emozionante”, ha commentato Levesque, “perché rappresentano un modello completamente nuovo di come può funzionare l’interno di una stella, ma anche un nuovo modo di produrre elementi pesanti nel nostro universo”. Fra gli autori della ricerca anche Anna Żytkow, ora decana della prestigiosa università britannica di Cambridge, che si è detta estremamente felice del fatto che stiano cominciando ad emergere conferme sperimentali alle predizioni teoriche fatte da Kip Thorne e lei stessa su queste strane supergiganti dal nucleo neutronico.


Nonostante l’entusiasmo, il gruppo di ricerca tiene a rimarcare come la stella HV 2112 mostri alcune caratteristiche chimiche che non corrispondono del tutto con i modelli teorici. Philip Massey, del Lowell Observatory di Flagstaff, in Arizona, mette le mani avanti: “Potremmo sbagliarci, naturalmente. Ci sono alcune incongruenze minori tra quello che abbiamo trovato e ciò che la teoria predice. Ma le previsioni teoriche sono abbastanza vecchie e c’è ampio spazio per miglioramenti. Speriamo che la nostra scoperta stimoli ora un lavoro supplementare sul lato teorico”. Il motore ibrido delle stelle di Thorne-Żytkow ha ancora bisogno di una messa a punto.

Articolo originale QUI.

[alexander]

sinceramente non ho capito molto bene..
una supergigante ha inglobato e distrutto una stella di neutroni?
mi sembra quasi impossibile, prima dell'ingoiamento la stella di neutroni avrebbe dovuto succhiare via la materia della compagnia nel punto langrangiano impedendogli di diventare una supergigante no? e poi come fa la stella di neutroni ad esser distrutta da una supergigante, e' la seconda cosa piu densa dell'universo....
al massimo inglobata nel nucleo....

[Beppe]

sinceramente non ho capito molto bene..
una supergigante ha inglobato e distrutto una stella di neutroni?
mi sembra quasi impossibile, prima dell'ingoiamento la stella di neutroni avrebbe dovuto succhiare via la materia della compagnia nel punto langrangiano impedendogli di diventare una supergigante no? e poi come fa la stella di neutroni ad esser distrutta da una supergigante, e' la seconda cosa piu densa dell'universo....
al massimo inglobata nel nucleo....

Come citato nell'articolo l'oggetto è ancora ipotetico, così come l'inglobamento. Però appare come la spiegazione più ovvia per la presenza di elementi molto pesanti che si formerebbero sulla superficie della stella di neutroni che letteralmente nuota all'interno della supergigante...
Spero di avere interpretato bene ( c'è anche un riferimento su wikipedia...)

[Red Hanuman]

sinceramente non ho capito molto bene..
una supergigante ha inglobato e distrutto una stella di neutroni?
mi sembra quasi impossibile, prima dell'ingoiamento la stella di neutroni avrebbe dovuto succhiare via la materia della compagnia nel punto langrangiano impedendogli di diventare una supergigante no? e poi come fa la stella di neutroni ad esser distrutta da una supergigante, e' la seconda cosa piu densa dell'universo....
al massimo inglobata nel nucleo....

No, non l'ha inglobata e distrutta... Devi tenere presente che gli strati più esterni della supergigante sono relativamente poco densi, e la stella di neutroni ci viaggia all'interno come un'aereo dentro una nuvola.
Ovviamente, il fatto che si tratti di una stella di neutroni implica che il gas, cadendo su di essa, cominci a scaldarsi e magari a fondere. Sulla superficie poi, ovviamente, ci sono un sacco di neutroni e questi possono reagire con la materia ordinaria, dando luogo a reazioni nucleari ed elementi alquanto "esotici", o comunque non usuali per una supergigante.
Mi chiedo cosa possa accadere se la stella di neutroni supera il limite e collassa in un BN...

[alexander]

comunque e' un oggetto molto misterioso, l'attrito dovrebbe far velocemente scontrare la stella di neutroni con il nucleo della supergigante secondo me...
in quel caso lo si che se ne vedono delle belle....

[Red Hanuman]

comunque e' un oggetto molto misterioso, l'attrito dovrebbe far velocemente scontrare la stella di neutroni con il nucleo della supergigante secondo me...
in quel caso lo si che se ne vedono delle belle....

Infatti.... Ma il "velocemente" lo devi calcolare su scala astronomica. Qualche migliaio di anni?

[alexander]

Infatti.... Ma il "velocemente" lo devi calcolare su scala astronomica. Qualche migliaio di anni?

ma soprattutto cosa succede quando la stella di neutroni impatta con il nucleo quasi tutto ferroso della supergigante?
secondo me non e' detto che venga un buco nero, magari si crea una super esplosione che disintegra tutto come nelle stelle eccezionalmente massicce...

[Beppe]

Credo che una stella di neutroni (diametro di poche decine di chilometri) possa circolare nel nucleo della gigante senza tanti problemi, la differenza di densità è paragonabile ad una biglia di vetro e l'aria, la superficie della stella di neutroni catalizza la fusione dell'elio e dell'idrogeno in elementi più pesanti.
P.S. il nucleo della stella gigante non è di ferro, anche se penso vi sia un'arricchimento di elementi pesanti. quando la stella comincia a sintetizzare ferro pochi giorni ed esplode.
Per esempio il ferro presente nel Sole è solo quello presente nella nebulosa originaria. fortunatamente il Sole non è ancora in grado di sintetizzarlo...

[Red Hanuman]

Credo che una stella di neutroni (diametro di poche decine di chilometri) possa circolare nel nucleo della gigante senza tanti problemi, la differenza di densità è paragonabile ad una biglia di vetro e l'aria, la superficie della stella di neutroni catalizza la fusione dell'elio e dell'idrogeno in elementi più pesanti.
P.S. il nucleo della stella gigante non è di ferro, anche se penso vi sia un'arricchimento di elementi pesanti. quando la stella comincia a sintetizzare ferro pochi giorni ed esplode.
Per esempio il ferro presente nel Sole è solo quello presente nella nebulosa originaria. fortunatamente il Sole non è ancora in grado di sintetizzarlo...

Caro Beppe, avevo dei dubbi e ho controllato.... C'è anche una pagina Wiki sugli oggetti Thorne-Żytkow, QUI.

Come puoi vedere, i miei ragionamenti non erano peregrini: si pensa che nella stella così formata, la stella di neutroni decada pian piano e si fonda con il nucleo della supergigante in un tempo variabile tra un centinaio e un migliaio di anni. Il risultato finale si suppone che sia o una supernova con conseguente BN, oppure una stella di neutroni peculiare, una pulsar con disco di accrescimento. Tutto dipende dalle masse delle due protagoniste.

Tra l'altro, c'è un'altra ipotesi suggestiva: la fusione di una stella di neutroni con una nana bianca. Darebbe (forse) luogo ad una variabile R Coronae Borealis....

[Beppe]

Caro Beppe, avevo dei dubbi e ho controllato.... C'è anche una pagina Wiki sugli oggetti Thorne-Żytkow, QUI.

Come puoi vedere, i miei ragionamenti non erano peregrini: si pensa che nella stella così formata, la stella di neutroni decada pian piano e si fonda con il nucleo della supergigante in un tempo variabile tra un centinaio e un migliaio di anni. Il risultato finale si suppone che sia o una supernova con conseguente BN, oppure una stella di neutroni peculiare, una pulsar con disco di accrescimento. Tutto dipende dalle masse delle due protagoniste.

Tra l'altro, c'è un'altra ipotesi suggestiva: la fusione di una stella di neutroni con una nana bianca. Darebbe (forse) luogo ad una variabile R Coronae Borealis....

E' vero, una nana bianca potrebbe dare del filo da torcere alla stella di neutroni ed insieme farebbero faville!

Mentre il nucleo superdenso della stella di neutroni all'interno di una supergigante me lo raffiguro come un aspirapolvere folletto o ancora meglio come una tenia