Le stelle massicce terminano la loro vita con esplosioni energetiche note come supernovae. Le supernove a involucro spogliato mostrano deboli o nessuna traccia di idrogeno nei loro getti, il che significa che la stella perde la maggior parte o tutti i suoi strati esterni ricchi di idrogeno prima di esplodere.

Gli scienziati ipotizzano che queste stelle abbiano origine principalmente in sistemi stellari binari, dove una delle stelle strappa gli strati esterni dell'altra stella con la sua attrazione gravitazionale, sono stati fatti molti sforzi per scoprire la stella compagna rimanente in seguito a tali supernove dall'involucro spogliato. In alcuni sondaggi, la stella compagna è stata rilevata con successo, ma ci sono anche numerosi casi in cui il compagno non è stato trovato, ponendo un serio problema per l'ipotesi binaria. Il caso più famoso è Cassiopea A (Cas A), un residuo di supernova dall'involucro spogliato che si prevede abbia una compagna stellare, anche se nulla è stato trovato nelle sue conseguenze esplosive.

In uno studio pubblicato di recente condotto dall'ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), i ricercatori propongono un nuovo scenario per la creazione di queste stelle solitarie dalla busta spogliata.

Il ricercatore di OzGrav e autore principale dello studio, il dott. Ryosuke Hirai, spiega:"Nel nostro scenario, la stella dall'involucro spogliato aveva una compagna binaria con una massa molto simile a se stessa. Poiché le masse sono simili, hanno vite molto simili, il che significa che l'esplosione della prima stella avverrà quando la seconda stella sarà vicina alla morte, pure."

Negli ultimi milioni di anni della loro vita, stelle massicce sono note per diventare supergiganti rosse con strati esterni instabili e gonfi. Quindi se la prima supernova del sistema binario colpisce la supergigante rossa gonfia, può facilmente rimuovere gli strati esterni, rendendolo una stella dalla busta spogliata. Le stelle si disgregano dopo la supernova, così la stella secondaria diventa una vedova stellare solitaria e sembrerà single quando esploderà 1 milione di anni dopo.

Gli scienziati di OzGrav hanno eseguito simulazioni idrodinamiche di una supernova in collisione con una supergigante rossa per studiare quanta massa può essere rimossa attraverso questo processo. Hanno scoperto che se le due stelle sono abbastanza vicine, la supernova può rimuovere quasi il 90% dell'involucro, lo strato esterno, dalla stella compagna.

"Questo è sufficiente perché la seconda supernova del sistema binario diventi una supernova dall'involucro spogliato, confermando che il nostro scenario proposto è plausibile, " dice Hirai. "Anche se non è abbastanza vicino, può ancora rimuovere una grande frazione degli strati esterni, che rende ancora più instabile l'involucro già instabile, portando ad altri fenomeni interessanti come pulsazioni o eruzioni."

Se si verifica lo scenario di OzGrav, l'involucro strappato dovrebbe galleggiare come un guscio unilaterale a circa 30-300 anni luce di distanza dal secondo sito di supernova. Recenti osservazioni hanno rivelato che esiste, infatti, un guscio di materiale situato a circa 30-50 anni luce di distanza da Cas A.

Hirai aggiunge, "Questa potrebbe essere una prova indiretta che Cas A è stato originariamente creato attraverso il nostro scenario, il che spiega perché non ha una stella compagna binaria. Le nostre simulazioni dimostrano che il nostro nuovo scenario potrebbe essere uno dei modi più promettenti per spiegare l'origine di uno dei resti di supernova più famosi, Cas A."

Gli scienziati di OzGrav prevedono anche che questo scenario ha una gamma molto più ampia di possibili risultati, ad esempio, può produrre un numero simile di stelle parzialmente spogliate. Nel futuro, sarà interessante esplorare cosa succede a queste stelle parzialmente spogliate e come potrebbero essere osservate.