Situata nella galassia nana di Kinman a 75 milioni di anni luce dalla Terra, questa stella massiccia è scomparsa dalla vista degli scienziati

Usando il VLT (Very Large Telescope) dell’Osservatorio Europeo Australe (ESO) alcuni astronomi hanno scoperto l’assenza di una stella massiccia instabile in una galassia nana. Gli scienziati pensano che ciò potrebbe indicare che la stella è diventata meno luminosa e parzialmente oscurata dalla polvere. Una spiegazione alternativa è che la stella sia collassata a formare un buco nero senza produrre una supernova. “Se fosse vero“, afferma Andrew Allan del Trinity College di Dublino, in Irlanda, a capo dell’equipe “questa sarebbe la prima individuazione diretta di una stella gigantesca che termina così la propria vita“.

Stella massiccia
Questa rappresentazione artistica mostra come potrebbe essere apparsa la variabile blu luminosa nella galassia nana di Kinman prima della misteriosa scomparsa.
Credit: ESO/L. Calçada

Studi precedenti

Tra il 2001 e il 2011, vari gruppi di astronomi hanno studiato questa misteriosa stella massiccia, ubicata nella galassia nana di Kinman, e le loro osservazioni hanno indicato che si trovava in una fase evolutiva avanzata. Allan e i suoi collaboratori in Irlanda, Cile e Stati Uniti d’America volevano scoprire di più sulla vita delle stelle molto massicce e l’oggetto nella galassia nana Kinman sembrava l’obiettivo perfetto. Ma quando hanno puntato il VLT dell’ESO verso la lontana galassia nel 2019, non sono più riusciti a trovare indicazioni della presenza della stella. “Invece, siamo rimasti sorpresi nello scoprire che la stella era scomparsa!” dice Allan, che ha condotto uno studio sulla stella pubblicato oggi dalla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Immagine della galassia nana di Kinman. Credit: NASA, ESA/Hubble, J. Andrews

La stella massiccia

Situata a circa 75 milioni di anni luce di distanza da noi nella costellazione dell’Acquario, la galassia nana Kinman è troppo lontana perché gli astronomi possano vedere le sue singole stelle, ma possono rilevare gli indizi della presenza di alcune di esse. Dal 2001 al 2011, la luce ricevuta dalla galassia continuava a mostrare la presenza di una stella “variabile blu luminosa” (o variabile S Doradus) circa 2,5 milioni di volte più luminosa del Sole. Le stelle di questo tipo sono instabili e mostrano occasionalmente cambiamenti nello spettro e nella luminosità. Anche con questi cambiamenti, però, le variabili blu luminose lasciano tracce specifiche che gli scienziati possono identificare. Queste erano assenti dai dati raccolti dall’equipe nel 2019, lasciando il dubbio di cosa fosse accaduto alla stella. “Sarebbe estremamente insolito che una stella così massiccia scompaia senza produrre una brillante esplosione di supernova”, afferma Allan.

Panoramica della regione di cielo in cui si trova la galassia nana di Kinman.
Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2

Il gruppo ha prima orientato lo strumento ESPRESSO verso la stella nell’agosto 2019, utilizzando contemporaneamente i quattro telescopi da 8 metri del VLT, senza essere in grado di trovare i segni che precedentemente indicavano la presenza della stella luminosa. Alcuni mesi dopo, il gruppo ha provato lo strumento X-shooter, anch’esso installato sul VLT dell’ESO, e ancora una volta non ha trovato tracce della stella.

Potremmo aver rilevato il momento in cui una delle stelle più massicce dell’Universo locale si addentra dolcemente nella notte“, afferma il membro dell’equipe Jose Groh, anch’egli del Trinity College di Dublino. “La nostra scoperta non sarebbe stata possibile senza i potenti telescopi dell’ESO da 8 metri, la loro strumentazione unica e l’accesso a tali capacità a seguito del recente accordo dell’Irlanda di aderire all’ESO“. L’Irlanda è diventata uno stato membro dell’ESO nel settembre 2018.

Dati precedenti decisivi

L’equipe si è quindi rivolta ai dati più vecchi raccolti utilizzando X-shooter e lo strumento UVES installato sul VLT dell’ESO, situato nel deserto cileno di Atacama, e altri telescopi altrove. “L’archivio scientifico dell’ESO ci ha permesso di trovare e utilizzare i dati dello stesso oggetto ottenuti nel 2002 e ne 2009“, afferma Andrea Mehner, astronoma dell’ESO in Cile, che ha partecipato allo studio. “Il confronto degli spettri UVES ad alta risoluzione del 2002 con le nostre osservazioni ottenute nel 2019 con il più recente spettrografo ad alta risoluzione ESPRESSO dell’ESO è stato particolarmente rivelatore, sia dal punto di vista astronomico che da quello della strumentazione.

I vecchi dati indicavano che la stella nella galassia nana Kinman avrebbe potuto trovarsi in un periodo di forte espulsione di materia che probabilmente si è concluso qualche tempo dopo il 2011. Le stelle variabili blu luminose come questa sono inclini a sperimentare esplosioni giganti nel corso della vita, facendo sì che il tasso di perdita di massa e la luminosità si innalzino moltissimo.

Zoom sulla galassia nana di Kinman

Spiegazioni possibili

Sulla base delle osservazioni e dei loro modelli, gli astronomi hanno suggerito due spiegazioni per la scomparsa della stella e la mancanza di una supernova, in relazione a questo possibile periodo epulsivo. L’espulsione di materia potrebbe aver comportato la trasformazione della variabile blu luminosa in una stella meno luminosa, che potrebbe anche essere parzialmente nascosta dalla polvere. In alternativa, l’equipe afferma che la stella potrebbe essere collassata direttamente in un buco nero, senza produrre un’esplosione di supernova. Questo sarebbe un evento raro: la nostra attuale comprensione di come muoiono stelle di grande massa indica che la maggior parte di loro mette fine alla propria vita in una supernova.

Sono necessari studi futuri per confermare il destino di questa stella. Progettato per iniziare le operazioni nel 2025, l’ELT (Extremely Large Telescope) dell’ESO sarà in grado di risolvere singole stelle in galassie lontane come la galassia nana Kinman, aiutando a risolvere misteri cosmici di questo tipo.

Riferimenti:

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