Durante il blocco COVID, uno studente dell'Università di Sydney ha scritto un documento di ricerca su un sistema stellare soprannominato uno dei "pavoni esotici del mondo stellare".

Solo una stella su cento milioni riesce a essere classificata come Wolf-Rayet:ferocemente brillante, stelle calde destinate al collasso imminente in un'esplosione di supernova lasciando solo un residuo oscuro, come un buco nero.

Più raro di tutti, anche tra Wolf-Rayets, sono eleganti coppie binarie che, se ci sono le condizioni, sono in grado di pompare enormi quantità di polvere di carbonio spinta dai loro venti stellari estremi. Mentre le due stelle orbitano l'una intorno all'altra, la polvere viene avvolta in una bella coda fuligginosa incandescente. Solo una manciata di questi pennacchi a spirale scolpiti è mai stata scoperta.

L'oggetto di questo studio è la nuova stella che si unisce a questo club d'élite, ma si è scoperto che infrange tutte le regole.

"A parte la splendida immagine, la cosa più notevole di questo sistema stellare è il modo in cui l'espansione della sua bellissima spirale di polvere ci ha lasciato completamente perplessi, " disse Yinuo Han, che ha completato la ricerca durante il suo anno onorifico nella Scuola di Fisica.

"La polvere sembra avere una mente propria, fluttuando molto più lentamente dei venti stellari estremi che dovrebbero spingerlo."

Gli astronomi si sono imbattuti in questo enigma quando il sistema è stato scoperto due anni fa da un team guidato dal professor Peter Tuthill dell'Università di Sydney. Questo sistema stellare, 8000 anni luce dalla Terra, è stato chiamato Apep dopo il serpente egiziano dio del caos.

Ora la ricerca del signor Han, pubblicato in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , conferma queste scoperte e rivela la bizzarra fisica di Apep con dettagli senza precedenti.

Applicando tecniche di imaging ad alta risoluzione al Very Large Telescope dell'Osservatorio europeo meridionale a Paranal in Cile, il team è stato in grado di sondare i processi sottostanti che creano la spirale che osserviamo.

"L'ingrandimento richiesto per produrre le immagini era come vedere un cece su un tavolo a 50 chilometri di distanza, " ha detto il signor Han.

MODELLO PRECISO

Il team è andato oltre la conferma della scoperta precedente, producendo un modello che si abbina per la prima volta all'intricata struttura a spirale, migliorare la capacità degli scienziati di comprendere la natura estrema di queste stelle.

"Il fatto che questo modello relativamente semplice possa riprodurre la geometria a spirale a questo livello di dettaglio è semplicemente bellissimo, "Ha detto il professor Tuthill.

Però, non tutta la fisica è semplice. Il team del signor Han ha confermato che la spirale di polvere si sta espandendo quattro volte più lentamente dei venti stellari misurati, qualcosa di inaudito in altri sistemi.

La teoria principale per spiegare questo comportamento bizzarro rende Apep un forte contendente per la produzione di un lampo di raggi gamma quando finalmente esplode, qualcosa di mai visto prima nella Via Lattea.

Dottor Joe Callingham, un coautore dello studio dell'Università di Leiden nei Paesi Bassi, ha dichiarato:"C'è stata una raffica di ricerche sui sistemi stellari Wolf-Rayet:questi sono davvero i pavoni del mondo stellare. Scoperte su questi ma oggetti potenzialmente pericolosi, sta provocando un vero e proprio ronzio in astronomia."

Ha detto che questo documento è stato uno dei tre pubblicati quest'anno solo sul sistema Apep. Di recente, il team ha dimostrato che Apep non era composto solo da una stella Wolf-Rayet, ma in realtà due. E i colleghi dell'Institute of Space and Astronautical Science in Giappone pubblicheranno presto un documento su un altro sistema, Wolf-Rayet 112. Autore principale di quel documento, Ryan Lau, è stato coautore di questo articolo con il signor Han.

BOMBE A OROLOGERIA

Le stelle di Wolf-Rayet sono stelle massicce che hanno raggiunto la loro fase finale stabile prima di diventare supernova e collassare per formare resti compatti come buchi neri o stelle di neutroni.

"Stanno ticchettando bombe a orologeria, "Ha detto il professor Tuthill.

"Oltre a mostrare tutto il solito comportamento estremo di Wolf-Rayets, La stella principale di Apep sembra ruotare rapidamente. Ciò significa che potrebbe avere tutti gli ingredienti per far esplodere un lungo lampo di raggi gamma quando diventa una supernova".

I lampi di raggi gamma sono tra gli eventi più energetici dell'Universo. E sono potenzialmente mortali. Se un lampo di raggi gamma dovesse colpire la Terra, potrebbe spogliare il pianeta del suo prezioso strato di ozono, esponendoci tutti ai raggi ultravioletti del Sole. Fortunatamente, L'asse di rotazione di Apep significa che non rappresenta una minaccia per la Terra.

'SPLENDIDA'

I numeri rivelano la natura estrema di Apep. Le due stelle sono ciascuna da 10 a 15 volte più massicce del Sole e più di 100, 000 volte più luminoso. Dove la superficie della nostra stella di casa è di circa 5500 gradi, Le stelle di Wolf-Rayet sono in genere 25, 000 gradi o più.

Secondo le ultime scoperte del team, le stelle massicce della binaria Apep orbitano l'una intorno all'altra circa ogni 125 anni a una distanza paragonabile alle dimensioni del nostro Sistema Solare.

"Le velocità dei venti stellari prodotti sono semplicemente strabilianti, " Ha detto il signor Han. "Stanno ruotando le stelle a circa 12 milioni di chilometri all'ora; questo è l'1% della velocità della luce.

"Eppure la polvere prodotta da questo sistema si sta espandendo molto più lentamente, a circa un quarto della velocità del vento stellare."

Il signor Han ha detto che la migliore spiegazione per questo indica la natura a rotazione rapida delle stelle.

"Probabilmente significa che i venti stellari vengono lanciati in direzioni diverse a velocità diverse. L'espansione della polvere che stiamo misurando è guidata da venti più lenti lanciati vicino all'equatore della stella, " Egli ha detto.

"Il nostro modello ora si adatta abbastanza bene ai dati osservati, ma non abbiamo ancora spiegato del tutto la fisica della rotazione stellare".

Il signor Han continuerà i suoi studi astronomici all'Università di Cambridge quando inizierà il suo dottorato entro la fine dell'anno.