Questa illustrazione mostra come poteva essere la luminosa stella variabile blu nella galassia Kinman Dwarf prima della sua misteriosa scomparsa. Credito:ESO/L. Calçada
Utilizzando il Very Large Telescope (VLT) dell'Osservatorio europeo meridionale, gli astronomi hanno scoperto l'assenza di una stella massiccia instabile in una galassia nana. Gli scienziati pensano che questo potrebbe indicare che la stella è diventata meno luminosa e parzialmente oscurata dalla polvere. Una spiegazione alternativa è che la stella sia collassata in un buco nero senza produrre una supernova. "Se è vero, " dice il leader del team e studente di dottorato Andrew Allan del Trinity College di Dublino, Irlanda, "questo sarebbe il primo rilevamento diretto di una stella così mostruosa che termina la sua vita in questo modo".
Tra il 2001 e il 2011, varie squadre di astronomi hanno studiato la misteriosa stella massiccia, situato nella galassia Kinman Dwarf, e le loro osservazioni indicavano che era in uno stadio avanzato della sua evoluzione. Allan e i suoi collaboratori in Irlanda, Il Cile e gli Stati Uniti volevano saperne di più su come le stelle molto massicce finissero la loro vita, e l'oggetto nel Kinman Dwarf sembrava il bersaglio perfetto. Ma quando hanno puntato il VLT dell'ESO verso la galassia lontana nel 2019, non riuscivano più a trovare le firme rivelatrici della stella. "Anziché, siamo rimasti sorpresi nello scoprire che la stella era scomparsa!" dice Allan, che ha condotto uno studio sulla stella pubblicato oggi in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .
Situato a circa 75 milioni di anni luce di distanza nella costellazione dell'Acquario, la galassia Kinman Dwarf è troppo lontana perché gli astronomi possano vedere le sue singole stelle, ma possono rilevare le firme di alcuni di loro. Dal 2001 al 2011, la luce della galassia ha costantemente mostrato prove che ospitava una stella "variabile blu luminosa" circa 2,5 milioni di volte più luminosa del Sole. Le stelle di questo tipo sono instabili, mostrando occasionali cambiamenti drammatici nei loro spettri e luminosità. Anche con quei turni, le variabili blu luminose lasciano tracce specifiche che gli scienziati possono identificare, ma erano assenti dai dati raccolti dal team nel 2019, lasciandoli a chiedersi cosa fosse successo alla stella. "Sarebbe molto insolito che una stella così massiccia scomparisse senza produrre una brillante esplosione di supernova, "dice Allan.
Il gruppo ha rivolto per la prima volta lo strumento ESPRESSO verso la stella nell'agosto 2019, utilizzando contemporaneamente i quattro telescopi da 8 metri del VLT. Ma non sono stati in grado di trovare i segni che in precedenza indicavano la presenza della stella luminosa. Pochi mesi dopo, il gruppo ha provato lo strumento X-shooter, anche sul VLT dell'ESO, e di nuovo non trovarono tracce della stella.
"Potremmo aver rilevato una delle stelle più massicce dell'Universo locale che scende dolcemente nella notte, " dice il membro del team Jose Groh, anche del Trinity College di Dublino. "La nostra scoperta non sarebbe stata fatta senza l'utilizzo dei potenti telescopi dell'ESO da 8 metri, la loro strumentazione unica, e il rapido accesso a tali capacità a seguito del recente accordo dell'Irlanda di aderire all'ESO." L'Irlanda è diventata uno stato membro dell'ESO nel settembre 2018.
Il team si è quindi rivolto ai dati precedenti raccolti utilizzando X-shooter e lo strumento UVES sul VLT dell'ESO, situato nel deserto cileno di Atacama, e telescopi altrove." L'ESO Science Archive Facility ci ha permesso di trovare e utilizzare i dati dello stesso oggetto ottenuti nel 2002 e nel 2009, "dice Andrea Mehner, un astronomo dello staff dell'ESO in Cile che ha partecipato allo studio. "Il confronto degli spettri UVES ad alta risoluzione del 2002 con le nostre osservazioni ottenute nel 2019 con il nuovissimo spettrografo ad alta risoluzione ESPRESSO dell'ESO è stato particolarmente rivelatore, sia dal punto di vista astronomico che strumentale."
I vecchi dati indicavano che la stella nel Kinman Dwarf avrebbe potuto subire un periodo di forte esplosione che probabilmente si è concluso dopo il 2011. Le stelle variabili blu luminose come questa sono inclini a sperimentare esplosioni giganti nel corso della loro vita, causando un picco del tasso di perdita di massa delle stelle e un aumento drammatico della loro luminosità.
Sulla base delle loro osservazioni e modelli, gli astronomi hanno suggerito due spiegazioni per la scomparsa della stella e la mancanza di una supernova, legate a questo possibile sfogo. L'esplosione potrebbe aver provocato la trasformazione della variabile blu luminosa in una stella meno luminosa, che potrebbe anche essere in parte nascosto dalla polvere. In alternativa, la squadra dice che la stella potrebbe essere collassata in un buco nero, senza produrre un'esplosione di supernova. Questo sarebbe un evento raro:la nostra attuale comprensione di come muoiono le stelle massicce indica che la maggior parte di esse termina la propria vita in una supernova.
Sono necessari studi futuri per confermare quale destino sia toccato a questa stella. Previsto per iniziare le operazioni nel 2025, L'Extremely Large Telescope (ELT) dell'ESO sarà in grado di risolvere stelle in galassie lontane come la Kinman Dwarf, aiutando a risolvere misteri cosmici come questo.