La ricerca galattica di stelle giovani scopre una nuova categoria chiamata “Vecchie Fumatrici”
Uno studio condotto su quasi un miliardo di stelle nella luce infrarossa ha rivelato molte stelle attualmente invisibili a noi ad altre lunghezze d’onda, comprese nuove categorie di oggetti che cambiano rapidamente. Una di queste, soprannominata “vecchie fumatrici”, sono giganti rosse invecchiate che possono improvvisamente rilasciare nuvole di materiale scuro che impediscono alla luce di sfuggire.
La luce infrarossa rivela nuove stelle
La polvere blocca la nostra vista del centro della galassia nella luce visibile, ma le lunghezze d’onda infrarosse sono meno influenzate. Sfortunatamente, l’atmosfera ha l’effetto opposto, bloccando la luce infrarossa, motivo per cui siamo così dipendenti dal JWST. Tuttavia, il telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope) in Cile si trova abbastanza in alto nell’atmosfera da poter studiare il nucleo galattico nel vicino infrarosso.
La classificazione delle stelle variabili
Un team internazionale ha esaminato i dati di VISTA per le stelle con le maggiori variazioni di luminosità, scegliendo le prime 222, incluse alcune dove la causa è stata trovata essere eventi di microlensing che causano un improvviso aumento di luminosità, piuttosto che qualcosa di intrinseco alla stella.
“Circa due terzi delle stelle erano facili da classificare come eventi ben compresi di vari tipi,” ha detto il professor Philip Lucas dell’Università di Hertfordshire in una dichiarazione. “Il resto è stato un po’ più difficile, quindi abbiamo usato il Very Large Telescope dell’ESO per ottenere spettri di molti di loro individualmente.”
La ricerca di protostelle
Il team stava cercando protostelle nel processo di avviare la fusione. Queste sono note per subire enormi esplosioni che durano mesi o decenni.
“Queste esplosioni avvengono nel disco di materia lentamente rotante che sta formando un nuovo sistema solare. Aiutano la stella neonata al centro a crescere, ma rendono più difficile la formazione dei pianeti,” ha detto il dottor Zhen Guo dell’Università di Hertfordshire. “Non capiamo ancora perché i dischi diventano instabili in questo modo.”
La ricerca si è rivelata fruttuosa, catturando 32 protostelle che hanno subito aumenti di luminosità di un fattore di 40 o superiore nei 9,5 anni di osservazioni. Alcune sono diventate il 30.000 percento più luminose. Elaborando rapidamente i dati, il team ha potuto prestare maggiore attenzione ad alcune stelle in eruzione al picco e mentre la loro luminosità diminuiva. I tempi medi di aumento erano di circa due anni, più lunghi dei pochi esempi che erano stati visti prima di questo studio.
La scoperta degli “Old Smokers”
Nel frattempo, la ricerca ha portato alla luce qualcosa di inaspettato che potrebbe rivelarsi ancora più significativo: 21 stelle rosse che hanno subito cambiamenti misteriosi nella luminosità. Indagando su sette di queste in dettaglio, il team ha determinato che sono giganti più vecchie di un tipo mai visto prima.
Le stelle rosse nel disco nucleare della Via Lattea
“Queste stelle anziane rimangono tranquille per anni o decenni e poi emettono nuvole di fumo in modo totalmente inaspettato,” ha detto il professor Dante Minniti dell’Università Andrés Bello. “Appaiono molto scure e rosse per diversi anni, al punto che a volte non possiamo vederle affatto.”
Questi “vecchi fumatori” sono concentrati nel Disco Nucleare della Via Lattea, il che spiega perché non abbiamo visto prima il loro simile.
Il ruolo dei metalli nelle stelle
Man mano che ci si avvicina al centro della galassia, la concentrazione di metalli nelle stelle è più alta, un prodotto di più generazioni di supernove che hanno seminato la regione con elementi pesanti. Sembra, quindi, che questo comportamento da fumatore sia qualcosa che si verifica solo in stelle con più metalli di quelle a cui siamo abituati a osservare.
Concentrazioni più elevate di metalli rendono più facile per le particelle di polvere condensarsi dal gas intorno alle stelle, o anche negli strati esterni più freddi. Tuttavia, il team non può spiegare cosa causa queste espulsioni erratiche che oscurano temporaneamente le stelle.
“La materia espulsa dalle stelle vecchie gioca un ruolo chiave nel ciclo di vita degli elementi, aiutando a formare la prossima generazione di stelle e pianeti,” ha detto Lucas. “Si pensava che ciò avvenisse principalmente in un tipo di stella ben studiato chiamato variabile Mira. Tuttavia, la scoperta di un nuovo tipo di stella che emette materia potrebbe avere un’importanza più ampia per la diffusione di elementi pesanti nel Disco Nucleare e nelle regioni ricche di metalli di altre galassie.”
Mentre le galassie invecchiano, le supernove e le kilonove hanno il tempo di operare i loro cambiamenti sull’equivalente galattico dei sobborghi, causando l’espansione della regione ad alto contenuto di metalli. Alla fine, forse, i vecchi fumatori diventeranno una caratteristica del nostro vicinato stellare.
Lo studio è pubblicato come quattro articoli ad accesso aperto nel Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
