Gli astronomi stanno segnalando una stella rara grande, o più grande, del sole terrestre che si espande e si contrae secondo uno schema unico in tre diverse direzioni.

La stella è quella che pulsa e quindi è caratterizzata da una luminosità variabile nel tempo. è situato 7, 000 anni luce di distanza dalla Terra nella costellazione del Pegaso, disse l'astronomo Farley Ferrante, un membro del team che ha fatto la scoperta alla Southern Methodist University, Dallas.

Chiamato una stella variabile, questa particolare stella è una delle sole sette stelle conosciute del suo genere nella nostra galassia della Via Lattea.

"È stato difficile identificarlo, " disse Ferrante. "Questa è la prima volta che incontriamo questo raro tipo."

La Via Lattea ha più di 100 miliardi di stelle. Ma poco più di 400, 900 sono catalogate come stelle variabili. Di quelli, solo sette, inclusa quella identificata alla SMU, sono la rara stella variabile intrinseca chiamata "delta Scuti ad alta ampiezza" di modalità tripla (pronunciata SKOO-tee) o modalità tripla HADS (B), in breve.

"La scoperta di questo oggetto aiuta ad approfondire le caratteristiche di questo tipo unico di stella variabile. Queste e ulteriori misurazioni possono essere utilizzate per sondare il modo in cui avvengono le pulsazioni, " ha detto Robert Kehoe di SMU, un professore del Dipartimento di Fisica che guida il team di astronomia della SMU. "Le stelle pulsanti sono state importanti anche per migliorare la nostra comprensione dell'espansione dell'universo e delle sue origini, che è un altro pezzo emozionante di questo puzzle."

La stella non ha ancora un nome comune, solo una designazione ufficiale basata sul telescopio che lo ha registrato e le sue coordinate celesti. La stella può essere osservata attraverso un telescopio, ma identificarlo è stato molto più complicato.

Uno studente delle superiori in un programma estivo di astronomia della SMU ha fatto la scoperta iniziale dopo aver raccolto i dati di osservazione delle stelle archiviati registrati dal piccolo ma potente telescopio ROTSE-I precedentemente al Los Alamos National Laboratory nel New Mexico.

Al momento della verifica, la stella è stata registrata nell'International Variable Star Index come ROTSE1 J232056,45+345150.9 dall'American Association of Variable Star Observers a questo link.

Come nell'universo è stato scoperto?

Gli astrofisici della SMU hanno scoperto la stella variabile analizzando la forma della curva di luce, un identificatore chiave del tipo di stella. Le curve di luce sono state create dai dati archiviati acquisiti da ROTSE-I durante più notti nel settembre 2000. Il telescopio genera immagini di luce ottica da segnali elettrici in base all'intensità della sorgente. I dati che rappresentano l'intensità della luce rispetto al tempo vengono tracciati su una scala per creare le curve di luce.

Derek Hornung, studente della Plano Senior High School, ha scoperto per la prima volta l'oggetto nei dati ROTSE-I e ha preparato le curve di luce iniziali. Dalle curve di luce, gli astronomi sapevano di avere qualcosa di speciale.

È diventato ancora più difficile determinare il tipo specifico di stella variabile. Poi Eric Guzman, un laureato in fisica presso l'Università del Texas a Dallas, chi sta entrando nel corso di laurea di SMU, risolto l'enigma, identificare la stella come pulsante.

"I modelli di curve di luce sono ben consolidati, e queste forme standard corrispondono a diversi tipi di stelle, " disse Ferrante. "In un particolare campo del cielo notturno sotto osservazione potrebbero esserci state centinaia o addirittura migliaia di stelle. Quindi il software che usiamo genera una curva di luce per ognuno, per una notte. Quindi, ed ecco la parte umana, usiamo la capacità del nostro cervello per il riconoscimento di schemi per trovare qualcosa che sembra interessante e che ha una variazione. Ciò consente di identificare il candidato iniziale della stella variabile. Da li, guardi i dati di diverse altre notti. Li combiniamo tutti in un'unica trama, oltre ad aggiungere set di dati da altri telescopi, e questa è la prova per discernere che tipo di stella variabile sia."

Ciò è stato ottenuto in modo conclusivo durante il processo di arbitro con il moderatore dell'indice Variable Star.

Il lavoro per scoprire e analizzare questa rara stella variabile è stato svolto in collaborazione con le analisi di altri otto studenti delle scuole superiori e di altri due studenti universitari che lavoravano su altri candidati variabili. Gli studenti delle scuole superiori sono stati supportati dal capitolo della SMU del programma QuarkNet del Dipartimento dell'Energia/National Science Foundation.

Riscaldamento e raffreddamento, espandersi e contrarsi

Delle stelle che variano intrinsecamente di luminosità, un gran numero mostra oscillazioni sorprendentemente regolari nella loro luminosità che è un segno di qualche fenomeno di pulsazione nella stella, disse Ferrante.

La pulsazione deriva dall'espansione e dalla contrazione mentre la stella invecchia ed esaurisce l'idrogeno al suo interno. Man mano che l'idrogeno brucia più caldo, la stella si espande, poi si raffredda, poi la gravità lo rimpicciolisce, e la contrazione lo riscalda.

"Parlo molto in generale, perché ci sono molte sfumature, ma c'è questa continua lotta tra espansione termica e contrazione gravitazionale, — disse Ferrante. — La stella oscilla come una molla, ma supera sempre il suo equilibrio, farlo per molti milioni di anni fino a quando non si evolve nella fase successiva, dove brucia elio nel suo nucleo. E se si tratta delle dimensioni e della massa del sole, allora la fusione dell'elio e il carbonio sono lo stadio finale. E quando l'elio è esaurito, ci rimane una brace morente chiamata nana bianca."

All'interno della categoria pulsante c'è una classe di stelle chiamata delta Scuti, di cui ce ne sono migliaia. Prendono il nome da un prototipo di stella le cui caratteristiche, compresi brevi periodi di pulsazione della scala di poche ore, sono tipiche dell'intera classe.

All'interno del delta Scuti è un sottotipo di cui sono state identificate centinaia, chiamato delta Scuti di grande ampiezza, o HADS. La loro luminosità varia in misura particolarmente elevata, registrando più del 10 percento di differenza tra la loro luminosità minima e massima, indicando pulsazioni maggiori.

I comuni delta Scuti pulsano lungo il raggio in una contrazione uniforme come se si gonfiasse un palloncino. Una sottocategoria più piccola sono gli HADS, che mostrano curve pulsanti asimmetriche.

All'interno di HADS, c'è il sottotipo relativamente raro chiamato HADS(B) , di cui solo 114 identificati.

Evoluzione stellare:solo questione di tempo

Un HADS(B) si distingue per i suoi due modi di oscillazione:parti diverse della stella che si espandono a velocità diverse in direzioni diverse, ma il rapporto tra questi due periodi è sempre lo stesso.

Per la stella SMU, due modalità di oscillazione non erano immediatamente evidenti nella sua curva di luce.

"Ma sapevamo che stava succedendo qualcosa perché la curva di luce non corrispondeva esattamente alle curve di luce note di altri oggetti delta Scuti e HADS che avevamo studiato. Le curve di luce, quando sovrapposte, presentavano un'asimmetria, Ferrante ha detto. "Alla fine l'HADS(B) che abbiamo scoperto è ancora più unico di così:è un HADS(B) a modalità tripla e in precedenza ne erano stati identificati solo sei nella Via Lattea. Quindi ha tre modalità di oscillazione, tutti e tre con un periodo distinto, sovrapposizione, e accade contemporaneamente".

Così raro, infatti, non c'è ancora un nome per questa nuova categoria né una designazione di registro separata per essa. Guzman, lo studente ricercatore che ha analizzato e classificato l'oggetto, ha ricordato come si è svolto il mistero.

"Quando ho iniziato l'analisi dell'oggetto, avevamo un'idea iniziale di che tipo potesse essere, " Guzman ha detto. "Il mio compito era quello di prendere i dati e cercare di confermare il tipo trovando un secondo periodo che corrispondesse a un noto rapporto periodo costante. Dopo aver trovato con successo la seconda modalità, Ho notato un terzo segnale. Dopo aver verificato i risultati, Ho scoperto che il terzo segnale coincideva con quanto previsto per una terza modalità di pulsazione".

La modalità tripla SMU HADS(B) oscilla su una scala di 2,5 ore, quindi si espanderà e si contrarrà 10 volte in un giorno terrestre. Esso e gli altri sei HADS(B) conosciuti si trovano nella stessa regione generale della galassia della Via Lattea, a poche migliaia di anni luce l'uno dall'altro.

"Sono sicuro che ce ne sono altri là fuori, "Ferrante ha detto "ma sono ancora rari, una piccola frazione».

Gigante rossa la fase finale dell'evoluzione della stella

La modalità tripla HADS(B) di SMU è instabile e più avanti nella sua evoluzione stellare rispetto al nostro sole, che è circa di mezza età e le cui variazioni pulsanti si verificano in un periodo di tempo molto più lungo. La modalità tripla di SMU HADS (B) temperatura interna, riscaldato dalla combustione di idrogeno, è di circa 15 milioni di Kelvin o 28 milioni di gradi Fahrenheit.

un giorno, milioni di anni da oggi, La modalità tripla HADS(B) di SMU esaurirà il combustibile a idrogeno al suo interno, ed espandersi in una gigante rossa.

"Il nostro sole potrebbe eventualmente sperimentare anche questo, — disse Ferrante. — Ma la Terra sarà inospitale molto prima di allora. Non saremo qui per vederlo".