Esplorare la perdita episodica di massa nelle stelle massicce
L’evoluzione delle stelle massicce ruota intorno alla loro capacità di strappare strati di idrogeno dai loro strati esterni - o involucri. A volte queste stelle subiscono violenti episodi di perdita di massa, durante i quali espellono parti dei loro strati esterni in esplosioni irregolari. Questa perdita di massa episodica può alterare e plasmare il destino delle stelle massicce, ma attualmente non è ancora stata compresa. «La perdita episodica di massa nelle stelle massicce potrebbe essere dovuta a processi che si verificano nelle singole stelle alla fine della loro vita, quando diventano instabili, o a interazioni tra stelle in sistemi binari, come trasferimenti di massa o fusioni», spiega Alceste Bonanos, direttrice di ricerca presso Osservatorio Nazionale di Atene. Nel progetto ASSESS, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, Bonanos e i suoi colleghi hanno studiato i processi di perdita di massa episodica che si verificano nelle stelle singole, in particolare nelle stelle massicce allo stadio di supergigante rossa, le fasi finali della combustione nucleare durante le quali le stelle aumentano di luminosità e dimensioni. ASSESS ha preso in considerazione due spiegazioni di questi eventi tratte dalla letteratura: che le alte luminosità possono provocare violente eruzioni che espellono gli strati esterni della stella; oppure che le pulsazioni in queste stelle possono diventare molto forti, rimuovendo gli strati esterni e provocando un super-vento pre-supernova negli ultimi 1000 anni prima dell’esplosione. I risultati del progetto possono aiutarci a comprendere l’evoluzione dell’universo primordiale, poiché le esplosioni di supernove forniscono i «semi» per i buchi neri e arricchiscono il mezzo interstellare per formare le stelle e le galassie che osserviamo oggi. «È assolutamente necessario includere i nuovi tassi di perdita di massa per le supergiganti rosse che abbiamo ricavato, così come la perdita di massa episodica nei codici di evoluzione stellare delle stelle massicce, al fine di fare previsioni affidabili sulle loro fasi finali di evoluzione e sulle condizioni in cui esplodono», spiega.
Indagine sulle stelle massicce evolute
Il team ha condotto un’indagine sulle stelle massicce evolute, che prevedeva il campionamento di circa 200 stelle evolute, costituite principalmente da supergiganti rosse, utilizzando alcuni dei più grandi telescopi del mondo. I ricercatori hanno scoperto che il 10-15 % delle supergiganti rosse presenta una sostanziale variabilità nei tipi spettrali, che è prova di una perdita di massa episodica e fornisce una stima del tasso di occorrenza.
Portare l’apprendimento automatico alle stelle
Utilizzando tecniche di apprendimento automatico, hanno sviluppato un metodo per selezionare in modo più efficiente le stelle massicce evolute di interesse. «Una metodologia del genere non esisteva in precedenza ed è fondamentale per far progredire le nostre conoscenze sulla perdita di massa episodica», aggiunge la ricercatrice, il cui team pubblicherà presto i risultati dell’applicazione di questa tecnica a 1 milione di stelle in circa 25 galassie vicine. Hanno inoltre misurato per la prima volta tassi di perdita di massa precisi e accurati, utilizzando il più grande campione di supergiganti rosse delle nubi di Magellano, aprendo la strada alla comprensione della fisica che governa questi stati evolutivi estremi. Hanno inoltre scoperto che WOH G64, una supergigante rossa della Grande Nube di Magellano che vanta la più alta luminosità e il più alto tasso di perdita di massa, ha subito una transizione al blu mai vista prima nel 2013-2014.
Seguendo l’evoluzione delle stelle massicce
Bonanos intende studiare la perdita di massa episodica durante la fase di supergigante rossa e in particolare nelle supergiganti rosse estreme, ora che ASSESS ha rivelato quanto sia importante questa fase nell’evoluzione di una stella massiccia. «Ho richiesto un finanziamento nazionale qui in Grecia e spero di continuare a sostenere un gruppo di ricerca e di far luce sui fenomeni che si verificano in queste stelle spettacolari», dice l’autrice.
Parole chiave
ASSESS, perdita episodica di massa, stelle massicce, indagine, evoluzione, apprendimento automatico