320 anni luce dalla Terra, la stella W Hydrae è qualche miliardo di anni più avanti del Sole nella sua vita. Per confronto, l'anello tratteggiato mostra la dimensione dell'orbita della Terra intorno al Sole, visto da un'angolazione. Credito:Alma (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings
Un team di astronomi guidato da Chalmers ha osservato per la prima volta i dettagli sulla superficie di una stella che invecchia con la stessa massa del sole. Le immagini di ALMA mostrano che la stella è un gigante, il suo diametro due volte la dimensione dell'orbita terrestre intorno al sole; riferiscono che l'atmosfera della stella è influenzata da potenti, onde d'urto inaspettate. La ricerca è stata pubblicata su Astronomia della natura .
Il gruppo, guidato da Wouter Vlemmings della Chalmers University of Technology, ha utilizzato l'Atacama Large Millimetre/Submillimetre Array (ALMA) per effettuare le osservazioni più nitide di una stella con la stessa massa originale del sole. Le nuove immagini mostrano per la prima volta dettagli sulla superficie della gigante rossa W Hydrae, Distante 320 anni luce nella costellazione dell'Idra.
W Hydrae è un esempio di stella AGB (ramo gigante asintotico). Queste vecchie stelle sono fantastiche, luminosa, e perdere massa attraverso i venti stellari. Il nome deriva dalla loro posizione sul famoso diagramma Hertzsprung-Russell, che classifica le stelle in base alla loro luminosità e temperatura.
"Per noi, è importante studiare non solo che aspetto hanno le giganti rosse, ma come cambiano e come seminano la galassia con gli elementi che sono gli ingredienti della vita. Utilizzando le antenne di ALMA nella loro configurazione a più alta risoluzione, ora possiamo fare le osservazioni più dettagliate di sempre di queste fantastiche ed eccitanti stelle, "dice Wouter Vlemmings.
Imaging diretto anche delle stelle più grandi e vicine, è una sfida per gli astronomi. In questo grafico, l'immagine Alma di W Hydrae viene confrontata con le migliori immagini finora di altre stelle:la gigante rossa R Doradus, le supergiganti rosse Antares e Betelgeuse. Per creare queste immagini sono state utilizzate una varietà di tecniche di imaging e diverse lunghezze d'onda della luce; le stelle giganti possono avere dimensioni molto diverse viste in diverse lunghezze d'onda. Le dimensioni angolari delle stelle in Alpha Centauri, il sistema stellare più vicino, e il pianeta nano Plutone (nel punto più vicino alla Terra) sono mostrati per confronto. Credito:ESO/K. Ohnaka (Antares); Alma (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O'Gorman/P. Kervella (Betelgeuse); ESO (R Doradus); Alma (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings (O Idra)
Le stelle come il sole si evolvono su scale temporali di molti miliardi di anni. Quando raggiungono la vecchiaia, diventano più grandi, più freddo e più incline a perdere massa sotto forma di venti stellari. Le stelle producono elementi importanti come il carbonio e l'azoto. Quando raggiungono il palco della gigante rossa, questi elementi vengono rilasciati nello spazio, pronto per l'uso nelle successive generazioni di nuove stelle.
Le immagini di ALMA forniscono la visione più chiara mai vista della superficie di una gigante rossa con una massa simile al sole. Le prime immagini nitide hanno mostrato dettagli su molto più massicci, stelle supergiganti rosse come Betelgeuse e Antares. Le osservazioni hanno sorpreso anche gli scienziati. La presenza di un punto inaspettatamente compatto e luminoso fornisce la prova che la stella ha gas sorprendentemente caldo in uno strato sopra la superficie della stella, una cromosfera.
"Le nostre misurazioni del punto luminoso suggeriscono che ci sono potenti onde d'urto nell'atmosfera della stella che raggiungono temperature più elevate di quelle previste dagli attuali modelli teorici per le stelle AGB, "dice Theo Khouri, astronomo a Chalmers e membro del team.
Il cielo intorno a W Hydrae, come si vede alla luce visibile. Credito:Digital Sky Survey
Una possibilità alternativa è almeno altrettanto sorprendente:che la stella stesse subendo un gigantesco bagliore quando sono state fatte le osservazioni. Gli scienziati stanno ora effettuando nuove osservazioni, sia con ALMA che con altri strumenti, per capire meglio l'atmosfera sorprendente di W Hydrae. Osservazioni come queste, utilizzando la configurazione a più alta risoluzione di ALMA, sono impegnativi, ma anche gratificante, spiega il membro del team Elvire De Beck, anche astronomo a Chalmers. "È umiliante guardare la nostra immagine di W Hydrae e vedere le sue dimensioni rispetto all'orbita della Terra. Nasciamo da materiale creato in stelle come questa, quindi per noi è emozionante avere la sfida di capire qualcosa che ci parli sia delle nostre origini che del nostro futuro, " lei dice.
I risultati sono stati presentati nel documento "L'atmosfera riscaldata da shock di una stella ramificata asintotica risolta da ALMA, " pubblicato online in Astronomia della natura .
