Betelgeuse è una famosa stella supergigante rossa nella costellazione di Orione. Recentemente ha attirato molta attenzione, non solo perché le variazioni nella sua luminosità hanno portato a ipotizzare che un'esplosione potrebbe essere imminente, ma anche perché le osservazioni hanno indicato che sta ruotando molto più velocemente del previsto.
Quest'ultima interpretazione è ora messa in discussione da un team internazionale guidato da astronomi dell'Istituto Max Planck di Astrofisica, che propone che la superficie bollente di Betelgeuse possa essere confusa con la rotazione anche nei telescopi più avanzati. Altri astronomi stanno analizzando attivamente nuovi dati osservativi per verificare tali ipotesi.
Essendo una delle stelle più luminose dell'emisfero settentrionale, Betelgeuse può essere facilmente individuata ad occhio nudo nella costellazione di Orione. Betelgeuse è una delle più grandi stelle conosciute. Con un diametro maggiore di 1 miliardo di chilometri, è quasi 1.000 volte più grande del sole. Se fosse stato nel nostro sistema solare, avrebbe inghiottito la Terra con la sua atmosfera raggiungendo Giove.
Una stella così grande non dovrebbe ruotare velocemente. Nella loro evoluzione, la maggior parte delle stelle si espande e ruota su se stessa per conservare il momento angolare. Tuttavia, osservazioni recenti hanno suggerito che Betelgeuse ruota abbastanza velocemente (a 5 km/s), due ordini di grandezza più velocemente di quanto dovrebbe ruotare una singola stella evoluta.
La prova più evidente della rotazione di Betelgeuse proviene dall'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Le 66 antenne di ALMA lavorano insieme come se fossero un unico gigantesco telescopio. Usano una tecnica nota come interferometria, in cui due o più antenne captano un segnale dall'universo e uniscono le forze per analizzare il segnale e ottenere informazioni sulla sua fonte di emissione.
Utilizzando questa tecnica, gli astronomi hanno scoperto una mappa di velocità radiale dipolare sullo strato esterno di Betelgeuse:metà della stella sembra avvicinarsi a noi, mentre l’altra metà sembra allontanarsi. Questa osservazione, insieme a studi precedenti, ha portato all'interpretazione che Betelgeuse sta ruotando rapidamente.
Questa interpretazione sarebbe stata chiara se Betelgeuse fosse stata una sfera perfettamente rotonda. Tuttavia, la superficie di Betelgeuse è un mondo vibrante, governato da un processo fisico chiamato convezione. Possiamo osservare la convezione nella nostra vita quotidiana quando facciamo bollire l'acqua, ma a Betelgeuse questo processo è molto più violento:le bolle bollenti possono essere grandi quanto l'orbita della Terra attorno al sole, coprendo una grande frazione della superficie di Betelgeuse. Salgono e scendono a una velocità fino a 30 km/s, più velocemente di qualsiasi veicolo spaziale con equipaggio.
Sulla base di questa immagine fisica, un team internazionale guidato da Jing-Ze Ma, Ph.D. Uno studente dell'Istituto Max Planck di Astrofisica offre ora una spiegazione alternativa alla mappa della velocità dipolare di Betelgeuse:la superficie bollente di Betelgeuse imita la rotazione. Un gruppo di bolle bollenti si solleva da un lato della stella, mentre un altro gruppo di bolle affonda dall'altro lato. A causa della risoluzione limitata del telescopio ALMA, tali moti convettivi sarebbero offuscati nelle osservazioni reali, il che risulterebbe nella mappa della velocità dipolare.
Il lavoro è pubblicato su The Astrophysical Journal Letters .
Il team ha sviluppato un nuovo pacchetto di post-elaborazione per produrre immagini ALMA sintetiche e spettri submillimetrici dalle simulazioni idrodinamiche della radiazione 3D di stelle supergiganti rosse non rotanti. Nel 90% delle simulazioni, la stella verrebbe interpretata come se ruotasse a diversi km/s semplicemente a causa dei movimenti di ebollizione su larga scala sulla superficie che non sono chiaramente visibili nel telescopio ALMA.
Sono necessarie ulteriori osservazioni per valutare meglio la rapida rotazione di Betelgeuse e il team ha fatto previsioni per osservazioni future con una risoluzione spaziale più elevata. Fortunatamente, altri astronomi hanno già effettuato osservazioni ad alta risoluzione di Betelgeuse nel 2022. I nuovi dati sono in fase di analisi proprio ora, il che metterà alla prova le previsioni e aiuterà a svelare la maschera di Betelgeuse.
"La maggior parte delle stelle sono solo minuscoli punti luminosi nel cielo notturno. Betelgeuse è così incredibilmente grande e vicina che, con i migliori telescopi, è una delle pochissime stelle di cui osserviamo e studiamo effettivamente la sua superficie bollente. Sembra ancora un po' come un film di fantascienza, come se fossimo arrivati fin lì per vederlo da vicino," dice la coautrice Selma de Mink (direttrice dell'Istituto Max Planck per l'astrofisica). "E i risultati sono davvero entusiasmanti. Se dopo tutto Betelgeuse sta ruotando rapidamente, allora pensiamo che si sia sviluppata dopo aver mangiato una piccola stella compagna che le orbitava attorno."
"C'è così tanto che ancora non capiamo sulle gigantesche stelle bollenti come Betelgeuse", afferma il coautore Andrea Chiavassa, astronomo del CNRS. "Come funzionano realmente? Come perdono massa? Quali molecole possono formarsi nei loro deflussi? Perché Betelgeuse è diventata improvvisamente meno luminosa? Stiamo lavorando molto duramente per rendere le nostre simulazioni al computer sempre migliori, ma abbiamo davvero bisogno di dati incredibili" da telescopi come ALMA."
Ulteriori informazioni: Jing-Ze 竟泽 Ma 马 et al, Betelgeuse sta davvero ruotando? Osservazioni sintetiche ALMA sulla convezione su larga scala in simulazioni 3D di supergiganti rosse, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad24fd
Fornito dalla Max Planck Society
