Gli astronomi guardano più da vicino l'interno delle stelle giganti rosse
È già noto che le stelle di media massa diventano giganti rosse quando esauriscono l'idrogeno da fondere. Ma poi cosa succede? La missione Keplero della NASA (National Aeronautics and Space Administration) sta offrendo una visione così chiara delle variazioni nella loro luminosità che gli astronomi riescono a rilevare indizi del momento in cui le giganti rosse sono abbastanza calde da bruciare l'elio prodotto dalla fusione dell'idrogeno. Le scoperte preliminari degli astronomi su ciò che succede all'interno delle stelle giganti rosse sono presentate nel numero di questa settimana della rivista Nature. Lo studio è stato parzialmente finanziato dal progetto PROSPERITY ("Probing stellar physics and testing stellar evolution through asteroseismology"), che ha ricevuto una sovvenzione Advanced Grant del Consiglio europeo della ricerca (CER) per un valore di circa 2,5 milioni di euro, nell'ambito del Settimo programma quadro (7° PQ). Nel loro documento gli astronomi descrivono il modo in cui la navetta Keplero rileva i microscopici ma regolari cambiamenti nella luminosità delle stelle. La loro regolarità ricorda quella di battiti di tamburo costanti a ritmi diversi e ogni ritmo può essere immaginato come il singolo dente di un pettine. Queste oscillazioni sono anche state studiate da telescopi a terra per determinare la massa e il raggio della stella. Ma l'équipe di ricerca ha anche notato divergenze dai modelli costanti nei dati raccolti dal Keplero, che sono determinate da oscillazioni imputabili alla gravità. Queste onde consentono agli astronomi di sondare il nucleo della stella. Infatti mostrano agli scienziati se una stella gigante rossa sta bruciando idrogeno in un involucro che la circonda o se si è evoluta passando allo stadio in cui brucia l'elio contenuto nel nucleo. Prima della missione Keplero, gli astronomi non erano stati in grado di stabilire in quale stadio si trovasse la stella. Inoltre, "nessuno aveva previsto di osservare questo fenomeno prima del lancio della missione", ha detto il prof. Steve Kawaler della Iowa State University, negli Stati Uniti, responsabile della ricerca asterosismica Keplero. "Ciò che abbiamo potuto osservare in modo così chiaro sotto la superficie di una gigante rossa era del tutto imprevisto". La transizione da stelle che bruciano un involucro di idrogeno a stelle che consumano elio è un mistero. Finora gli astronomi pensavano che avvenisse in modo rapido e fosse, forse, accompagnata da un'esplosione. Ora sono in grado di verificare quali giganti rosse hanno già subìto questo passaggio e quali lo subiranno. Queste informazioni ci aiuteranno a conoscere meglio il ciclo di vita delle stelle giganti rosse. Le stelle di media massa vivono fondendo l'idrogeno all'interno dei loro nuclei in elio ed è esattamente quello che sta facendo adesso il nostro Sole. Fra altri 5 miliardi di anni, più o meno, si prevede che il Sole avrà consumato tutto l'idrogeno contenuto nel suo nucleo e comincerà a fondere il poco idrogeno residuo in un involucro più esterno allo stesso nucleo. Contemporaneamente, la temperatura del nucleo del Sole aumenterà fino a che non sarà abbastanza alta da fondere l'elio prodotto dalla fusione dell'idrogeno. Infine, il Sole trasformerà l'elio in carbonio e in altri elementi più pesanti. Quando avrà esaurito l'elio, non sarà abbastanza caldo da essere in grado di bruciare il carbonio che ha generato. E cosa succederà allora? Il Keplero è stato lanciato il 6 marzo 2009 dalla base aeronautica di Cape Canaveral in Florida. La navetta sta orbitando intorno al Sole e trasporta un fotometro, uno strumento ottico che misura le oscillazioni nella luminosità della stella. È come disporre di uno strumento che studia le onde per trovare indizi sulla superficie della stella e, simultaneamente, ausculta sotto la superficie per trovare indicazioni sul suo cuore. "Ma è necessario auscultare con molta attenzione", avverte il prof. Kawaler. Così gli astronomi saranno in grado di rispondere alla domanda e di distinguere le stelle in diversi stadi evolutivi: giganti e giganti veramente giganti che, com'è noto, hanno diverse densità nucleari, ma sono altrimenti molto simili. Per maggiori informazioni, visitare: Nature http://www.nature.com/ Scheda informativa del progetto PROSPERITY su CORDIS: https://cordis.europa.eu/project/id/227224/it
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