Un team internazionale di astronomi ha fotografato il sistema stellare di Eta Carinae nei minimi dettagli di sempre. Eta Carinae è un colossale sistema binario composto da due stelle massicce che orbitano l'una intorno all'altra. Si trova quasi 8, 000 anni luce dalla Terra all'interno della Nebulosa Carena, una gigantesca regione di formazione stellare nel braccio Carina-Sagittario della Via Lattea.

Le immagini hanno permesso agli astronomi di osservare nuove strutture inaspettate nel sistema binario, compresa una regione tra le due stelle in cui si scontrano venti stellari ad altissima velocità.

"Con queste osservazioni, siamo stati in grado di mappare la zona in cui i due venti stellari si scontrano e assicurarci di comprendere veramente i parametri di base del sistema binario, " disse Augusto Damineli, Professore Ordinario presso l'Istituto di Astronomia dell'Università di San Paolo, Scienze geofisiche e atmosferiche (IAG-USP) in Brasile.

Damineli studia da oltre 20 anni fenomeni misteriosi che coinvolgono Eta Carinae con il supporto di FAPESP ed è uno dei tre autori brasiliani del paper pubblicato da Astronomia e astrofisica .

Gli altri due sono Mairan Macedo Teodoro, un ricercatore presso il Goddard Space Flight Center della NASA, e José Henrique Groh de Castro Moura, un professore al Trinity College di Dublino in Irlanda.

Secondo i ricercatori, le coppie binarie Eta Carinae sono così massicce e luminose che la radiazione che producono strappa gli atomi dalle loro superfici e li vomita nello spazio. Questa espulsione di materiale atomico è indicata come vento stellare.

I venti impetuosi di Eta Carinae sono molto più veloci e densi del vento solare che esce dal nostro Sole. Si scontrano violentemente nella zona tra le due stelle a velocità che possono raggiungere i 10 milioni di km orari.

L'effetto combinato dei due venti stellari che si scontrano l'uno con l'altro a velocità estreme è quello di creare temperature di milioni di gradi e intensi diluvi di radiazioni a raggi X.

L'area centrale in cui si scontrano i venti impetuosi è così relativamente piccola che i telescopi nello spazio e a terra non sono stati in grado di visualizzarli in dettaglio - fino ad ora.

Utilizzando una nuova tecnica di imaging avanzata chiamata interferometria a linea di base lunga a infrarossi, che combina fasci di luce raccolti dallo stesso oggetto astronomico da più telescopi per analizzarlo in modo molto dettagliato, i ricercatori sono stati in grado di osservare per la prima volta la turbolenta zona di collisione.

Lo hanno fatto con l'Astronomical Multi-Beam Recombiner noto come AMBER, uno strumento attualmente installato sul Very Large Telescope Interferometer (VLTI) presso il Paranal Facility dell'Osservatorio europeo meridionale nel deserto di Atacama in Cile.

Hanno usato tre dei quattro telescopi ausiliari del VLT, ciascuno con un diametro di 1,8 me montati su binari in modo da potersi spostare fino a 200 m l'uno dall'altro.

La nitidezza dell'immagine aumenta con la separazione del telescopio, così gli astronomi sono stati in grado di ottenere un aumento di dieci volte del potere di risoluzione rispetto a uno dei principali telescopi dell'array VLT, offrendo per la prima volta immagini dirette 50, 000 volte più nitida della visione umana sia del vento che vortica intorno alla stella primaria di Eta Carinae sia della zona di collisione del vento tra le due stelle.

Utilizzando l'effetto Doppler, che consente agli astronomi di calcolare con precisione la velocità con cui le stelle e altri oggetti astronomici si avvicinano o si allontanano dalla Terra, hanno ottenuto immagini dei venti stellari a diverse velocità, misurare velocità e densità per confrontarle con un modello computerizzato della collisione.

"Le immagini che abbiamo ottenuto tramite l'effetto Doppler mostrano i venti stellari che si scontrano a diverse velocità, "Damineli ha detto. "Così siamo stati in grado di usarli per ricostruire la forma delle pareti della cavità formata dall'onda d'urto di collisione dal suo apice alle regioni più lontane".

I ricercatori hanno anche osservato nelle immagini un'inaspettata struttura a forma di ventaglio dove il vento impetuoso proveniente dal più piccolo, la stella più calda si schianta contro il vento più denso della più grande della coppia.

Il vento della stella secondaria è meno denso ma molto più feroce del vento della stella primaria, raggiungendo velocità di 3, 000 km al secondo, hanno stimato.

Sulla base di queste velocità stellari del vento, sperano di essere in grado di creare modelli al computer più accurati della struttura interna di Eta Carinae e di aumentare la loro comprensione di come le stelle estremamente massicce perdano massa man mano che si evolvono.

"Poiché la luce della stella secondaria è 200-300 volte più debole della luce della stella primaria, non abbiamo potuto vederlo direttamente con AMBER, "Damineli ha detto. "Dovremmo essere in grado di farlo con GRAVITY, un nuovo strumento VLTI che entrerà presto in funzione."

GRAVITY è uno strumento interferometrico operante nella banda K e che combina quattro fasci di telescopi. La sua risoluzione più elevata consentirà agli astronomi di ottenere immagini interferometriche di oggetti astronomici con una precisione ancora maggiore e su una gamma più ampia di lunghezze d'onda.

Secondo Damineli, potrebbero riuscire a tracciare la stella secondaria di Eta Carinae da un punto all'altro lungo la sua orbita di 5,5 anni e tracciare la sua ellisse.

"Quando lo avremo fatto saremo finalmente in grado di 'pesare' la stella secondaria. La massa è il parametro più fondamentale di una stella, " Egli ha detto.