Questa sequenza di immagini mostra una concezione artistica dell'onda esplosiva in espansione dell'eruzione di Eta Carinae del 1843. La prima immagine mostra la stella come potrebbe essere apparsa prima dell'eruzione, come una stella supergigante blu calda circondata da un vecchio guscio di gas che è stato espulso in una precedente esplosione circa 1, 000 anni fa. Poi nel 1843, Eta Carinae ha subito il suo gigantesco sfogo esplosivo, che creò la famosa nebulosa bilobata "Homunculus", più un'onda d'urto veloce che si propaga davanti all'Homunculus. Nuove prove per questo materiale veloce sono riportate qui. Col passare del tempo, sia l'onda d'urto più veloce che la nebulosa Homunculus più densa si espandono e riempiono l'interno del vecchio guscio. Infine, vediamo che l'onda d'urto più veloce inizia a raggiungere e sorpassare parti del guscio più vecchio, producendo un luminoso spettacolo pirotecnico che riscalda il vecchio guscio. Credito:Osservatorio Gemelli
Immagina di viaggiare sulla Luna in soli 20 secondi! Ecco quanto velocemente il materiale di un'eruzione stellare vecchia di 170 anni si è allontanato dall'instabile, eruttivo, e la stella estremamente massiccia Eta Carinae.
Gli astronomi concludono che questo è il gas espulso più veloce mai misurato da un'esplosione stellare che non ha provocato l'annientamento completo della stella.
l'esplosione, dalla stella più luminosa conosciuta nella nostra galassia, rilasciato quasi la stessa energia di una tipica esplosione di supernova che avrebbe lasciato dietro di sé un cadavere stellare. Però, in questo caso è rimasto un sistema a doppia stella che ha giocato un ruolo fondamentale nelle circostanze che hanno portato alla colossale esplosione.
Negli ultimi sette anni un team di astronomi guidato da Nathan Smith, dell'Università dell'Arizona, e Armin Rest, dello Space Telescope Science Institute, ha determinato l'entità di questa esplosione stellare estrema osservando gli echi di luce provenienti da Eta Carinae e dai suoi dintorni.
Gli echi di luce si verificano quando la luce da brillante, eventi di breve durata si riflettono su nuvole di polvere, che agiscono come specchi lontani che reindirizzano la luce nella nostra direzione. Come un'eco sonora, il segnale in arrivo della luce riflessa ha un ritardo temporale dopo l'evento originale dovuto alla velocità finita della luce. Nel caso di Eta Carinae, l'evento luminoso fu una grande eruzione della stella che espulse un'enorme quantità di massa a metà del 1800 durante quella che è conosciuta come la "Grande Eruzione". Il segnale ritardato di questi echi luminosi ha permesso agli astronomi di decodificare la luce dell'eruzione con moderni telescopi e strumenti astronomici, anche se l'eruzione originale è stata vista dalla Terra a metà del XIX secolo. Quello era un tempo prima che venissero inventati strumenti moderni come lo spettrografo astronomico.
"Un'eco leggera è la cosa migliore da fare per viaggiare nel tempo, "Smith ha detto. "Ecco perché gli echi di luce sono così belli. Ci danno la possibilità di svelare i misteri di una rara eruzione stellare osservata 170 anni fa, ma utilizzando i nostri moderni telescopi e fotocamere. Possiamo anche confrontare le informazioni sull'evento stesso con la nebulosa residua di 170 anni che è stata espulsa. Questa era un'esplosione stellare gigantesca da una stella mostruosa molto rara, cose del genere non sono accadute da allora nella nostra Via Lattea."
La Grande Eruzione promosse temporaneamente Eta Carinae alla seconda stella più luminosa visibile nel nostro cielo notturno, superando di gran lunga l'energia prodotta da ogni altra stella della Via Lattea, dopo di che la stella svanì dalla visibilità ad occhio nudo. L'esplosione ha espulso materiale (circa 10 volte più della massa del nostro Sole) che ha anche formato la nube di gas incandescente luminosa nota come Homunculus. Questo residuo a forma di manubrio è visibile intorno alla stella dall'interno di una vasta regione di formazione stellare. Il residuo eruttivo può essere visto anche in piccoli telescopi amatoriali dall'emisfero australe della Terra e dalle regioni equatoriali, ma si vede meglio nelle immagini ottenute con il telescopio spaziale Hubble.
Il team ha utilizzato gli strumenti del telescopio Gemini South da 8 metri, Telescopio Blanco di 4 metri dell'Osservatorio interamericano di Cerro Tololo, e il Magellan Telescope all'Osservatorio di Las Campanas per decodificare la luce da questi echi di luce e per capire le velocità di espansione nell'esplosione storica. "La spettroscopia dei Gemelli ha aiutato a definire le velocità senza precedenti che abbiamo osservato in questo gas, che ha registrato tra circa 10, 000 a 20, 000 chilometri al secondo, " secondo Rest. Il gruppo di ricerca, Osservatorio Gemelli, e il telescopio Blanco sono tutti supportati dalla National Science Foundation (NSF) degli Stati Uniti.
"Vediamo queste velocità davvero elevate tutto il tempo nelle esplosioni di supernova in cui la stella viene cancellata". Note di Smith. Però, in questo caso la stella è sopravvissuta, e spiegando che ha portato i ricercatori in un nuovo territorio. "Qualcosa deve aver scaricato molta energia nella stella in un breve lasso di tempo, " ha detto Smith. Il materiale espulso da Eta Carinae sta viaggiando fino a 20 volte più velocemente del previsto per i venti tipici di una stella massiccia, quindi, secondo Smith e i suoi collaboratori, arruolare l'aiuto di due stelle partner potrebbe spiegare l'estremo deflusso.
I ricercatori suggeriscono che il modo più semplice per spiegare simultaneamente un'ampia gamma di fatti osservati che circondano l'eruzione e il sistema stellare residuo visto oggi è con un'interazione di tre stelle, incluso un evento drammatico in cui due delle tre stelle si sono fuse in una stella mostruosa. Se è il caso, allora l'attuale sistema binario deve essere iniziato come sistema triplo, con una di quelle due stelle che è quella che ha ingoiato suo fratello.
"Comprendere le dinamiche e l'ambiente intorno alle stelle più grandi della nostra galassia è una delle aree più difficili dell'astronomia, " ha detto Richard Green, Direttore della Divisione di Scienze Astronomiche presso NSF, la principale agenzia di finanziamento per i Gemelli. "Le stelle molto massicce vivono vite brevi rispetto a stelle come il nostro Sole, ma tuttavia coglierne uno nell'atto di un importante passo evolutivo è statisticamente improbabile. Ecco perché un caso come Eta Carinae è così critico, e perché NSF supporta questo tipo di ricerca".
Chris Smith, Il capo missione dell'Osservatorio AURA in Cile e anche parte del gruppo di ricerca aggiunge una prospettiva storica. "Sono entusiasta di poter vedere echi di luce provenienti da un evento che John Herschel osservò a metà del 19° secolo dal Sud Africa, " disse. "Ora, oltre 150 anni dopo possiamo guardare indietro nel tempo, grazie a questi leggeri echi, e svela i segreti di questo aspirante supernova usando la moderna strumentazione su Gemini per analizzare la luce in modi che Hershel non avrebbe nemmeno immaginato!"
Eta Carinae è un tipo instabile di stella conosciuta come Luminous Blue Variable (LBV), situato a circa 7, A 500 anni luce dalla Terra in una giovane nebulosa che forma una stella trovata nella costellazione meridionale delle Carine. La stella è una delle intrinsecamente più luminose della nostra galassia e brilla circa cinque milioni di volte più luminosa del nostro Sole con una massa circa cento volte maggiore. Stelle come Eta Carinae hanno i maggiori tassi di perdita di massa prima di subire esplosioni di supernova, ma la quantità di massa espulsa nella Grande Eruzione del XIX secolo di Eta Carinae supera qualsiasi altra nota.
Eta Carinae probabilmente subirà una vera esplosione di supernova entro il prossimo mezzo milione di anni al massimo, ma forse molto prima. Alcuni tipi di supernova sono stati visti sperimentare esplosioni eruttive come quella di Eta Carinae solo nei pochi anni o decenni prima della loro esplosione finale, quindi alcuni astronomi ipotizzano che Eta Carinae potrebbe esplodere prima piuttosto che dopo.
Le osservazioni Gemini hanno utilizzato lo spettrografo multi-oggetto Gemini sul telescopio Gemini South in Cile e hanno utilizzato una potente tecnica chiamata Nod e Shuffle che consente misurazioni spettroscopiche notevolmente migliorate di sorgenti estremamente deboli riducendo gli effetti contaminanti del cielo notturno. I nuovi risultati sono presentati in due documenti accettati per la pubblicazione nel Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .
