Il professore del Calvin College Larry Molnar e i suoi studenti insieme ai colleghi dell'Osservatorio di Apache Point (Karen Kinemuchi) e dell'Università del Wyoming (Henry Kobulnicky) prevedono un cambiamento del cielo notturno che sarà visibile ad occhio nudo.

"C'è una possibilità su un milione che tu possa prevedere un'esplosione, " Molnar ha detto del suo audace pronostico. "Non è mai stato fatto prima."

La previsione di Molnar è che una stella binaria (due stelle orbitanti l'una intorno all'altra) che sta monitorando si fonderà ed esploderà nel 2022, dare o prendere un anno; in quel momento la stella aumenterà la sua luminosità diecimila volte, diventando per un po' una delle stelle più luminose del cielo. La stella sarà visibile come parte della costellazione del Cigno, e aggiungerà una stella al riconoscibile motivo a stella della Croce del Nord.

Una domanda porta all'esplorazione

L'esplorazione di Molnar nella stella nota come KIC 9832227 è iniziata nel 2013. Stava partecipando a una conferenza di astronomia quando la collega astronoma Karen Kinemuchi ha presentato il suo studio sui cambiamenti di luminosità della stella, che si concludeva con una domanda:pulsa o è binario?

Presente alla conferenza anche l'allora studente del Calvin College Daniel Van Noord '14, assistente di ricerca di Molnar. Ha preso la domanda come una sfida personale e ha fatto alcune osservazioni della stella con l'osservatorio Calvin.

"Ha osservato come il colore della stella fosse correlato con la luminosità e ha determinato che era sicuramente un binario, " disse Molnar. "In effetti, ha scoperto che in realtà era un binario di contatto, in cui le due stelle condividono un'atmosfera comune, come due noccioline che condividono un unico guscio.

"Da lì Dan ha determinato un preciso periodo orbitale dai dati del satellite Kepler di Kinemuchi (poco meno di 11 ore) ed è stato sorpreso di scoprire che il periodo era leggermente inferiore a quello mostrato dai dati precedenti", ha continuato Molnar.

Questo risultato ha ricordato il lavoro pubblicato dall'astronomo Romuald Tylenda, che aveva studiato gli archivi osservativi per vedere come si era comportata un'altra stella (V1309 Scorpii) prima che esplodesse inaspettatamente nel 2008 e producesse una nova rossa (un tipo di esplosione stellare solo recentemente riconosciuto come distinto dagli altri tipi). Il record pre-esplosione ha mostrato un contatto binario con un periodo orbitale decrescente a un ritmo accelerato. Per Molnar, questo modello di cambiamento orbitale era una "pietra di Rosetta" per interpretare i nuovi dati.

Fare una previsione audace

Osservando il cambiamento di periodo per continuare fino al 2013 e al 2014, Molnar ha presentato la tempistica orbitale che copre 15 anni al meeting di gennaio 2015 dell'American Astronomical Society, facendo la previsione che KIC 9832227 potrebbe seguire le orme di V1309 Scorpii. Prima di prendere troppo sul serio l'ipotesi, anche se, uno doveva escludere l'altro, più banale, le interpretazioni del periodo cambiano.

Nei due anni successivi a quell'incontro, Molnar e il suo team hanno eseguito due forti test di osservazione delle interpretazioni alternative. Primo, osservazioni spettroscopiche hanno escluso la presenza di una stella compagna con un periodo orbitale maggiore di 15 anni. Secondo, il tasso di diminuzione del periodo orbitale degli ultimi due anni ha seguito la previsione fatta nel 2015 e ora supera quello mostrato da altre binarie di contatto.

Passare dalla teoria alla realtà

"La conclusione è che pensiamo davvero che la nostra ipotesi sulla fusione delle stelle dovrebbe essere presa sul serio in questo momento e dovremmo usare i prossimi anni per studiarla intensamente in modo che se dovesse esplodere sapremo cosa ha portato a quell'esplosione, " disse Molnar.

A quello scopo, Molnar e colleghi osserveranno KIC 9832227 nel prossimo anno su tutta la gamma di lunghezze d'onda:utilizzando il Very Large Array, la struttura del telescopio a infrarossi, e la navicella spaziale XMM-Newton per studiare la radio della stella, emissione infrarossa e raggi X, rispettivamente.

"Se la previsione di Larry è corretta, il suo progetto dimostrerà per la prima volta che gli astronomi possono catturare certe stelle binarie nell'atto di morire, e che possono seguire gli ultimi anni di una spirale di morte stellare fino al punto finale, drammatica esplosione, " ha detto Matt Walhout, decano per la ricerca e borsa di studio al Calvin College.

Guardando con meraviglia

"Il progetto è significativo non solo per i risultati scientifici, ma anche perché è probabile che catturi l'immaginazione delle persone per strada, " disse Walhout. "Se la previsione è corretta, poi per la prima volta nella storia, i genitori saranno in grado di indicare una macchia scura nel cielo e dire:'Orologio, bambini, c'è una stella nascosta lì dentro, ma presto si accenderà.'"

Molnar dice che questo è l'inizio di una storia che si svolgerà nei prossimi anni, e possono partecipare persone di tutti i livelli.

"Il tempismo orbitale può essere controllato da astronomi dilettanti, " ha detto Molnar. "È incredibile l'attrezzatura che gli astronomi dilettanti hanno in questi giorni. Possono misurare le variazioni di luminosità con il tempo di questa stella di 12a magnitudine mentre si eclissa e vedere da soli se continua secondo il programma che prevediamo o meno".