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Fuochi d’artificio da un imminente scontro stellare

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Gli astronomi prevedono tra qualche anno uno “scontro cosmico” tra un residuo stellare, ossia una stella di neutroni che ha le dimensioni di una città, e una delle stelle più brillanti della Via Lattea. I risultati di questo studio sono pubblicati su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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ALMA cattura un brillamento sulla gigante rossa Mira A

Illustrazione di un flare gigante sulla superficie della gigante rossa Mira A. Sullo sfondo, è mostra la compagna Mira B sulla quale sta cadendo del materiale. Credit: Katja Lindblom

Una serie di osservazioni realizzate con ALMA hanno permesso di rivelare ciò che sembra essere un gigantesco brillamento (flare) emergere dalla superficie di Mira A, una delle più vicine e famose giganti rosse. Questa attività, osservata in questa classe di stelle simile a quella che si ha sulla superficie del Sole, rappresenta una vera e propria sorpresa. La scoperta potrebbe fornire nuovi indizi per spiegare come i venti stellari provenienti dalle giganti rosse contribuiscono al cosiddetto “ecosistema” della Via Lattea. I risultati di questo studio sono pubblicati su Astronomy & Astrophysics.

Onsala Space Observatory: Sharp-eyed Alma spots a flare on famous red giant star

Astronomy & Astrophysics: Resolving the stellar activity of the Mira AB binary with ALMA

arXiv: Resolving the stellar activity of the Mira AB binary with ALMA

VLT osserva i ‘Pilastri della Creazione’ in 3D

La visualizzazione della struttura tridimensionale dei Pilastri della Creazione all’interno della regione di formazione stellare Messier 16 (nota anche come Nebulosa Aquila) è basata su nuove osservazioni dell’oggetto ottenute con lo strumento MUSE montato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO in Cile. I pilastri sono formati da diversi pezzi separati, che si trovano da entrambi i lati dell’ammasso stellare NGC 6611. In questa illustrazione, la distanza relativa tra i pilastri lungo la linea di vista non è in scala. Credit: ESO/M. Kornmesser

Usando lo strumento MUSE installato presso il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, alcuni astronomi hanno prodotto la prima visione tridimensionale completa dei famosi “Pilastri della Creazione” nella Nebulosa dell’Aquila, Messier 16. Le nuove osservazioni dimostrano come i diversi pilastri di polvere di questo oggetto famosissimo siano distribuiti nello spazio e svelano molti dettagli nuovi, tra cui un getto mai visto prima proveniente da una giovane stella. La radiazione intensa e i venti stellari prodotti dalle stelle brillanti dell’ammasso hanno scolpito nel tempo i “Pilastri della Creazione” e dovrebbero farli evaporare completamente nel corso dei prossimi tre milioni di anni.

ESO: The Pillars of Creation Revealed in 3D

arXiv: The Pillars of Creation revisited with MUSE: gas kinematics and high-mass stellar feedback traced by optical spectroscopy

Eta Carinae, il ‘nuovo look’ della superstar

Eta Carinae, il sistema stellare più massiccio e luminoso situato a circa 7.500 anni-luce dalla Terra, è composto da due stelle massicce le cui orbite eccentriche le fanno avvicinare ogni 5,5 anni. Gli astronomi conoscono l’oggetto molto bene soprattutto per il suo comportamento sorprendente: esso ha eruttato due volte nel 19° secolo per motivi che finora non sono molto chiari. Oggi, un gruppo di scienziati della NASA hanno condotto tutta una serie di osservazioni da terra e dallo spazio per creare un modello 3D che permetta di avere un quadro più accurato di Eta Carinae. Le nuove immagini fornite dal telescopio spaziale Hubble mostrano come gli inviluppi di gas ionizzato si stanno allontanando dalla stella a grande velocità, dell’ordine di qualche milione di chilometri all’ora, mentre un modello tridimensionale ci fa vedere delle caratteristiche che riguardano l’interazione tra le due stelle mai viste prima.

NASA: NASA Observatories Take an Unprecedented Look into Superstar Eta Carinae

arXiv: 3D radiative transfer simulations of Eta Carinae’s inner colliding winds – I. Ionization structure of helium at apastron

arXiv: The three-dimensional structure of the Eta Carinae Homunculus

Betelgeuse si prepara ad una ‘collisione’ interstellare

Situata nella costellazione di Orione, Betelgeuse è stata di recente osservata dal telescopio spaziale Herschel che ha rivelato una serie di archi che circondano la più vicina super gigante rossa. I calcoli indicano che la stella e le sue strutture ad archi impatteranno una sorta di ‘muro di polveri’ tra 5000 anni.

Betelgeuse, che ha un diametro pari a circa 1000 volte quello del Sole e una luminosità circa 100 mila volte superiore, sta seguendo un percorso evolutivo che la porterà a formare una spettacolare supernova. Le recenti osservazioni nella banda del lontano infrarosso ottenute dal telescopio spaziale Herschel mostrano che i venti stellari stanno interagendo con il mezzo interstellare che circonda la stella e questo crea una onda d’urto man mano che la stella si muove nello spazio alla velocità di circa 30 Km/sec. Una serie di archi di polvere inframmezzati posti davanti alla direzione del moto della stella sono la prova della sua drammatica perdita di massa. In prossimità alla stella, si osserva un inviluppo più interno di materia che ha una struttura asimmetrica. Enormi celle convettive presenti nell’atmosfera stellare esterna sono, con ogni probabilità, il risultato di emissioni localizzate e raggruppate di detriti di polvere formatesi in stadi differenti nel corso della storia evolutiva della stella. Inoltre, si osserva una struttura lineare a grande distanza dalla stella, al di là delle strutture ad archi. Ora, mentre alcuni modelli precedenti hanno suggerito che questa ‘barra’ è il risultato di materia spazzata nel mezzo interstellare nel corso di un precedente stadio dell’evoluzione stellare, le analisi delle nuove immagini suggeriscono che si tratti o di un filamento lineare collegato al campo magnetico galattico oppure che si tratti della parte estrema di una nube interstellare vicina che viene illuminata da Betelgeuse. Nel caso in cui la struttura a barra è un oggetto completamente separato dalla stella, prendendo in considerazione il moto di Betelgeuse e dei suoi archi e la separazione tra queste e la struttura a barra, si calcola che l’arco più esterno colliderà con la struttura a barra tra 5000 anni, mentre Betelgeuse lo farà dopo circa 12.500 anni.

ESA press release: Betelgeuse braces for a collision

arXiv: The enigmatic nature of the circumstellar envelope and bow shock surrounding Betelgeuse as revealed by Herschel

‘Geyser’ galattici

Grazie ad una serie di osservazioni condotte con il radiotelescopio di 64m presso Parkes in Australia, gli astronomi hanno rivelato ‘mostruosi’ flussi di particelle cariche che vengono emesse dalle regioni centrali della Via Lattea, distribuendosi nello spazio fino a coprire oltre la metà del cielo sopra l’orizzonte. Queste gigantesche strutture corrispondono alle cosiddette “Fermi bubbles” già rivelate dal telescopio spaziale Fermi nel 2010.

Si tratta di enormi flussi di energia, circa un milione di volte superiore a quella emessa da una supernova, che non costituiscono comunque un serio pericolo per il nostro Sistema Solare. La velocità con la quale si propagano è supersonica, pari a circa 1000 Km/sec, e la direzione di propagazione è perpendicolare al piano galattico. Se osserviamo queste strutture nella loro interezza, esse si estendono per circa 50.000 anni-luce verso le regioni più esterne della Galassia, una lunghezza equivalente a circa la metà del diametro della Via Lattea. Questi flussi di energia si manifestano nella banda delle microonde sottoforma di emissione diffusa che era stata già rivelata sia dai satelliti WMAP e Planck ma soprattutto dal telescopio spaziale Fermi nel 2010. Questi tre satelliti non permettono, però, di determinare con certezza la sorgente di energia mentre le recenti osservazioni nella banda radio hanno fornito quegli indizi che stavano cercando da tempo i ricercatori. Tra le varie opzioni che sono state considerate dagli astronomi ne riportiamo due: una riguarda l’ipotesi di una violenta emissione di alta energia di tipo quasar proveniente dal buco nero centrale della Via Lattea; l’altra si basa sull’ipotesi di venti stellari ad altissima temperatura associati a stelle che stanno esplodendo. Le osservazioni suggeriscono che si tratta della seconda ipotesi. Di fatto, i flussi di particelle pare siano dovuti a varie generazioni di stelle presenti nelle regioni più interne della Galassia che si stanno formando e stanno esplodendo, un processo che dura da almeno cento milioni di anni. Per ottenere questi indizi, i ricercatori hanno analizzato i campi magnetici, misurando un parametro caratteristico delle onde radio e cioè la polarizzazione. Questi risultati permettono inoltre di rispondere ad una delle grandi domandi che riguarda la Via Lattea: come fa la nostra galassia a generare e a mantenere il suo campo magnetico?

CSIRO press release: Our Galaxy's "geysers" are towers of power

Nature Letter: Giant magnetized outflows from the centre of the Milky Way

Cyg X-1, un buco nero ‘estremo’

Questa immagine di Cyg X-1, ottenuta nella banda dei raggi-X, è stata realizzata dal telescopio High Energy Replicated Optics (HERO), posto su un pallone sonda. Credit: NASA.
Questa immagine di Cyg X-1, ottenuta nella banda dei raggi-X, è stata realizzata dal telescopio High Energy Replicated Optics (HERO), posto su un pallone sonda.
Credit: NASA.

Scoperto nel 1964, Cygnus X-1 detiene il record della sorgente di raggi-X più potente che siamo in grado di osservare dalla Terra. La stella supergigante blu, designata con la sigla HDE 226868, è una stella massiccia che fa parte di un sistema stellare binario che emette raggi-X, l’altro oggetto è un buco nero. Situato a circa 6000 anni-luce, Cyg X-1 è stato per quasi 50 anni uno degli oggetti celesti maggiormente più studiati. La stella variabile, una super gigante blu, orbita attorno al buco nero ad una distanza pari a circa 1/5 della distanza che separa il Sole dalla Terra (circa 0,2 unità astronomiche) mentre i venti stellari contribuiscono ad accrescere il disco attorno alla sorgente di raggi-X. Inoltre, si osservano un paio di getti attraverso i quali la materia viene spazzata nel mezzo interstellare mentre più in profondità il materiale super caldo determina l’emissione di alta energia. La domanda è: saremo in grado di separare la stella dall’orizzonte degli eventi?


arXiv: The Extreme Spin of the Black Hole in Cygnus X-1

Il ‘mistero astrofisico’ di M33 X-7

Illustrazione del sistema binario M33 X-7. L’immagine in basso a sinistra è stata ottenuta con l’osservatorio Chandra (in blu) e HST. Gli oggetti brillanti che si osservano nell’inserto sono stelle giovani e massicce attorno a M33 X-7 e la sorgente blu brillante è proprio il sistema binario.
Credit: Illustrazione: NASA/CXC/M.Weiss; X-ray: NASA/CXC/CfA/P.Plucinsky et al.; Ottico: NASA/STScI/SDSU/J.Orosz et al.

In una galassia vicina ad Andromeda, un buco nero sta orbitando attorno ad una stella massiccia lungo una orbita alquanto insolita. Il fatto peculiare è che la stella non è abbastanza brillante come dovrebbe essere. Gli astronomi stanno cercando di risolvere il mistero di M33 X-7, un sistema binario X scoperto nel 2007 nella galassia M33, che si trova poco distante da Andromeda, uno dei pochi oggetti che possono essere osservati ad occhio nudo.

I ricercatori hanno costruito un modello del sistema binario X per studiare la sua evoluzione, l’orbita descritta dal buco nero, le masse, la luminosità X associata al buco nero e capire come mai la luminosità della stella sia inferiore rispetto a quanto ci si aspetta data la sua massa. M33 X-7 è uno dei pochi sistemi binari X che possiede un buco nero al di fuori della nostra galassia e la sua stella è tra le più massicce che siano state scoperte in questo tipo di sistemi stellari. I nuovi dati indicherebbero che il buco nero, già estremamente massiccio, sta crescendo e diventando sempre più grande dato che accresce materia dalla stella compagna in seguito ai venti stellari. Il processo determina l’emissione di raggi-X permettendo agli astronomi di implicare la presenza di un buco nero.


Abstract: Formation of the black-hole binary M33 X-7 through mass exchange in a tight massive system

Gliese 163c, un mondo alieno potenzialmente abitabile dove fa molto caldo

Una nuova super-Terra è stata trovata nella zona abitabile del sistema stellare Gliese 163 grazie ad una serie di osservazioni condotte dal gruppo europeo HARPS. Il pianeta, denominato con la sigla Gliese 163c, ha una massa quasi 7 volte quella terrestre e orbita attorno alla stella con un periodo di 26 giorni. Le super-Terre sono quei pianeti extrasolari che hanno masse comprese tra 2-10 masse terrestri e sono principalmente composti di roccia e acqua. Gliese 163 è una nana rossa vicina alla distanza di circa 50 anni-luce nella costellazione del Dorado. Inoltre, è stato trovato un altro pianeta più grande, Gliese 163b, che si trova in un’orbita più vicina alla stella e compie una rivoluzione in 9 giorni. E’ probabile che esista un terzo pianeta, non ancora confermato, che orbita ad una distanza maggiore.

Con questa scoperta, la lista degli esopianeti potenzialmente abitabili comprende 6 oggetti ed è descritta nel Habitable Exoplanet Catalog of the Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo. Si tratta, però, di pianeti molto più grandi della Terra anche se sono considerati buoni candidati per ospitare eventuali forme di vita aliena, anche a livello elementare. L’esistenza di questi particolari pianeti in orbita attorno alle nane rosse è stata dibattuta a lungo dagli scienziati. Infatti, gli effetti di marea possono causare un surriscaldamento della superficie stessa dei pianeti e l’elevata interazione gravitazionale della nana rossa può tenerli bloccati, per così dire, sempre con la stessa faccia rivolta alla stella. C’è da dire poi che questo tipo di stelle sono molto attive e i venti stellari possono erodere le atmosfere planetarie molto rapidamente. Tutti questi fattori possono perciò precludere l’esistenza di qualche forma di vita elementare soprattutto nei pianeti più piccoli dove lo spessore dell’atmosfera non è così elevato. Per esempio, nel nostro Sistema Solare non ci sono super-Terre perché gli 8 pianeti sono o più piccoli della Terra o sono giganti gassosi come Giove. Dunque, capire come si formano queste super-Terre attorno alle nane rosse, e non attorno a stelle come il Sole, rappresenta una sfida per i ricercatori anche in termini di una loro potenziale abitabilità. Infine, il satellite Kepler ha rivelato circa 27 pianeti potenzialmente abitabili rispetto ai circa 2300 che attendono ancora di essere confermati. Alcuni di questi oggetti sono molto simili al nostro pianeta ma sfortunatamente appartengono a sistemi stellari molto distanti e per cui diventa quasi impossibile verificare la loro abitabilità anche se questa classe di pianeti è molto comune nella Via Lattea.

Il ‘super vento’ stellare: mistero risolto?

stellar_superwindUn gruppo di astronomi, guidati da Barnaby Norris dell’Università di Sydney in Australia, ritengono di aver trovato la risposta al mistero del ‘super vento’ stellare che rappresenta, secondo gli scienziati, una delle cause che determina la morte delle stelle [press release].

Grazie ad una serie di osservazioni condotte in Cile con il Very Large Telescope dell’ESO, i ricercatori hanno studiato un insieme di stelle giganti analizzando i venti di gas e polveri che emergono dalla superficie delle stelle. Le stelle come il Sole muoiono rilasciando un super vento che ha una intensità di circa 100 milioni di volte superiore rispetto al vento solare. Il vento stellare viene emesso per un periodo di 10 mila anni e causa la perdita di almeno il 50% della massa della stella, un po’ quello che accadrà alla nostra stella tra circa 5 miliardi di anni. Ora, la causa di questo fenomeno è rimasta da sempre un mistero. Gli scienziati assumono che tali venti siano guidati da minuscoli granelli di polvere, essenzialmente silicati, che si formano nell’atmosfera stellare assorbendone la luce. A sua volta, la luce stellare spazza via i granelli che migrano verso le regioni più esterne. Tuttavia, i modelli dimostrano che questo meccanismo non è soddisfacente. I grani di polvere diventano troppo caldi ed evaporano prima che essi possano essere spazzati via. Ciò che si ritiene, invece, è che i granelli diventano sempre più grossi: infatti, lo studio ne riporta alcuni di dimensioni fino a qualche micrometro, valori enormi dal punto di vista dei venti stellari. Grani di queste dimensioni si comportano come specchi e perciò riflettono la luce stellare anziché assorbirla. Ciò fà si che i grani non vengono più surriscaldati e quindi la radiazione stellare li può respingere senza distruggerli. Insomma, questa spiegazione potrebbe essere la soluzione del mistero dei super venti stellari.

[Abstract: A close halo of large transparent grains around extreme red giant stars]