17/09/14

Se non mangi la pappa chiamo Eta Carinae *

Se non mangi chiamo il lupo cattivo. Una volta questa era la minaccia per i più piccoli se non si comportavano bene. Forse, per i figli degli astrofili viene oggi usata la frase del titolo. Povera Eta Carinae, in fondo sta solo facendo il suo lavoro e senza stelle come lei l’Universo non potrebbe evolversi come sta facendo. E’ la solita dura legge dei predatori: si pensa alla dolcezza della gazzella e non alla “fame” della leonessa e dei suoi piccoli. Vale la pena conoscere meglio il lupo cattivo… Questo articolo lo dedico ad Alvermag.

 

Eta Carinae è una delle stelle più famose tra gli appassionati più o meno “veri” dell’Universo. Sbaglierò, ma la maggior parte del suo interesse deriva da queste frasi che ho estratto pari pari da wikipedia:

… È concreta la possibilità che, quando la stella esploderà in supernova o ipernova, una grande quantità di radiazioni potenzialmente letali possa investire il nostro pianeta, ma è probabile che la biosfera non ne risentirà in maniera particolare grazie alla schermatura protettiva dell'atmosfera (per quanto riguarda soprattutto i raggi γ) e della magnetosfera. I danni eventualmente provocati dalle radiazioni riguarderebbero la parte più alta dell'atmosfera, l'ozonosfera, e le missioni astronautiche al di fuori dell'involucro atmosferico, tra cui anche i diversi satelliti artificiali; alcuni astrofisici ritengono però che i danni provocati all'ozonosfera dalle radiazioni della supernova potrebbero avere delle catastrofiche ripercussioni sulla stessa vita".

Una supernova o ipernova generata da Eta Carinae potrebbe originare inoltre un Gamma Ray Burst (GRB) da entrambi i poli, lungo l'asse di rotazione della stella. Secondo le stime l’energia trasferita da un simile fenomeno sull'atmosfera terrestre sarebbe l'equivalente di un chilotone di tritolo (4,2 × 1012 J) per ogni km2 di superficie dell'emisfero esposto all'evento, depositando una quantità di radiazioni ionizzanti pari a dieci volte la dose letale per ogni forma di vita…

Ancora una volta, la catastrofe più o meno imminente attira l’attenzione al di là dell’importanza stessa del corpo celeste. Ne vale la pena? E’ la stessa cosa che capita quando camminate per strada e cade una tegola da un tetto per colpa di un soffio di vento e… vi uccide sul colpo. Sì, si aprirà un’inchiesta per vedere se la tetto doveva essere restaurato correttamente, ma resta il fatto che ormai la tegola è caduta. Nel caso di Eta Carinae non vi è modo di “ripassare il tetto” e non ci resta che aspettare le sue decisioni. Cosa fare, non uscire più per strada? Beh… non siamo in grado di cambiare casa cosmica (per adesso almeno) e ovunque ci si sistemi sembrerebbe del tutto inutile: il lupo cattivo non conosce barriere.

Povera Eta Carinae… non è giusto considerarla come l’orsa assassina di questi giorni, che in fondo non ha fatto altro che difendere i suoi cuccioli da uno che invece di allontanarsi si è avvicinato agli orsetti. Lei, in fondo, è nata con tanta massa e se è stata creata così, l’Universo ha avuto sicuramente le sue buone ragioni. Non ne fabbrica molte, ma quelle che ci sono non possono che apparire come dei veri e propri mostri. Ma, “mostri” del Cosmo lo sono solo per noi e per il nostro egoismo. In fondo, in fondo, tante piccole particelle sono mostriciattoli ben più pericolosi se solo si stuzzicano troppo.

Non ci resta, quindi, che non pensare troppo al futuro di Eta Carinae e di studiarla per quello che è: un oggetto straordinario che compirà la missione per cui è stata creta. Se poi la compirà non guardando proprio verso di noi… tanto meglio.

Al di là dei risvolti catastrofici, Eta Carinae ha per lungo tempo rappresentato un record: la stella più massiccia mai osservata, con una massa iniziale stimata dell’ordine di 150 volte quella del Sole. Oggi, sappiamo che vi è chi la batte nella nostra galassia e il numero cresce in altre galassie. Una rarità, ma non certo un oggetto unico. D’altra parte nei tempi recenti non è facile mettere insieme un ammasso di gas che riesca a diventare stella tenendo insieme una tale massa. Un processo decisamente più facile agli albori dell’Universo, ma oggi lo spazio è molto più grande e la materia più rarefatta. Comunque sia Eta Carinae e le sue sorelle sono nate. E su questo non ci sono dubbi.

La “strana” stella si trova relativamente vicina a noi (tra 7500  e 8000 anni luce), ma, malgrado sia qualche milione di volte più luminosa del Sole, non si riesce a vedere a occhio nudo. E se anche si vedesse ci direbbe ben poco senza poterla analizzare nei dettagli. Non è stato lo stesso nei secoli passati e questo ha cominciato a far nascere la leggenda del lupo cattivo. Essa rappresenta un tipo di stelle variabili, le S Doradus, la cui capostipite si trova nella Grande Nube di Magellano. Le stelle variabili, ossia tali da variare sensibilmente la loro luminosità, sono normalmente stelle che stanno percorrendo le fasi finali della loro vita, in piena evoluzione. Per stelle di massa enorme la vita è talmente breve che vita normale ed evoluzione verso la trasformazione finale praticamente s’identificano. La loro presenza nella società stellare (la sequenza principale) è durata un attimo e poi via verso nuove avventure.

Difficilmente superano il milione di anni prima di esplodere come supernova. Anzi, rischiano di non esplodere nemmeno, dato che l’enorme massa è difficilmente trattenuta a causa delle intensissime radiazioni che si originano nei loro nuclei ed esse perdono moltissima materia, anche di 30 masse solari finora nel caso di Eta Carinae, riducendosi drasticamente. Sono sempre vicine al limite di Eddington, un valore tale che la stella non riuscirebbe nemmeno a esplodere attraverso i processi tipici delle supernove, ma verrebbe velocemente dispersa nello spazio.

In realtà, ciò non capita mai e l’esplosione avviene sempre, ma il numero di oggetti conosciuti è molto limitato e non si possono ancora creare modelli condivisibili e sicuri. In ogni modo, Eta Carinae varia la sua luminosità proprio a seguito di episodi macroscopici di perdita di massa. Non la cambia, però, soltanto diminuendo la propria luminosità, come sembrerebbe ovvio, ma anche attraverso fenomeni di violentissime “piccole” esplosioni (si fa per dire).

L’ultima accensione veramente violenta è avvenuta intorno al 1840, quando Eta Carinae raggiunse una magnitudine di -0.8, seconda solo a Sirio! Sembrava proprio fosse esplosa come supernova e, invece, era solo un momento peculiare della sua vita. la stella era ancora lì in forma più o meno perfetta. Poi tornò nell’anonimato (mag 8), anche se nel 2007 raggiunse di nuovo la magnitudine 5 (niente di speciale, ma al limite della visione ad occhio nudo). Insomma, una storia osservativa che ha meritato uno studio accurato continuo.

Una stella super massiccia, ipergigante blu, relativamente vicina e analizzabile con relativa facilità. Le variazioni luminose di Eta Carinae sembrano ripetersi a intervalli regolari, di 5.52 anni. Oggi si pensa che questo ciclo sia legato al periodo orbitale di una compagna (anche lei niente male, con circa 30 masse solari previste), ma ancora invisibile a causa della enorme nube di materia che circonda la stella principale. In genere ci si riferisce a stelle supergiganti blu variabili, in sistemi binari, con la sigla LBV binary star (Luminous Blue Variable). Il telescopio Hubble ha mostrato un immagine veramente affascinante dell’oggetto che sembra essere circondata da una specie di doppia bolla di gas chiamata nebulosa Homunculus, formatasi probabilmente nell’eruzione del 1843. Se non si sapesse di che tipo di stella si tratti si potrebbe pensare (cosa che è già stata fatta) che la stella sia già esplosa come supernova. E, invece, ha fatto solo una prova…

Eta Carinae continuerà a perdere massa, ma la sua vita quasi-normale è vicina alla conclusione. Prima o poi esploderà veramente come supernova, probabilmente di tipo Ib o Ic, avendo ormai perso gran parte del suo strato di idrogeno, ma facilmente anche come IIb (ne abbiamo parlato da poco). La spettroscopia ci aiuterà a distinguere. Facilmente passerà anche la fase di Wolf Rayet con un vento stellare enorme che trascinerà via ancora più materia.

Da un punto di vista scientifico non si vede l’ora che l’esplosione finale avvenga davvero. Ci sarà da studiare per anni… sempre che ci si riesca… No, è inutile pensare alla più tragica eventualità. E’ come se il super vulcano dello Yellowstone decidessi di esplodere. Potremmo fare evacuare gli Stati Uniti, andare tutti in Australia e forse non servirebbe nemmeno. Eta Carinae è ancor peggio: non si potrebbe comunque evacuare la Terra… Non ci resta che pensare e sperare (e la probabilità ci favorisce, basterebbe applicare qualche diagramma di Feynam alla traiettoria dei suoi elettroni e fotoni) che il getto gamma sia diretto verso un’altra zona della galassia.

Per colpirci deve avere una mira perfetta e sappiamo che è molto variabile, quasi come il soldato ubriaco della doppia fenditura.  Se il sistema è doppio si misurerebbe anche meglio la direzione prevista dal fucile gamma. No, non vale la pena pensarci, così come non vale la pena pensare a un asteroide di trecento metri che cada proprio sulla nostra città. Probabilmente lo scopriremmo troppo tardi. L’Universo è quello che è: ogni oggetto svolge il suo compito deciso da ciò che avviene nel microcosmo attraverso le leggi assurde della MQ. Sentiamoci un po’ Alice e finché riusciamo cerchiamo di imparare.

Se ci sarà vietato da un GRB, vuol dire che questo è il nostro compito. Un compito deciso dal caso, ma irreversibile. Gli alieni di Epsilon Eridani (molto seri e preparati, ve lo assicuro) osserveranno come un pianeta di tipo terrestre si comporta quando è investito da un fascio super energetico e impareranno molte cose di più su Eta Carinae e sulle ipergiganti variabili del tipo S Doradus. Un bel colpo di fortuna!

Spero che Alvy sia contento (e non solo lui)

Eta Carinae. Fonte: NASA
Eta Carinae. Fonte: NASA

11 commenti

  1. Mario Fiori

    Beh Enzo, sono daccordo con te: "che destino sia, sperando al meglio", altrimenti beati quelli che potranno (Epsilon Eridani :mrgreen: ).
    Mi chiedevo una cosa, ho sempre sentito parlare di Supernove più o meno grandi e potenti, ma non di Ipernove...cavolo sono io rincretinito di certo.

  2. Alvermag

    Wow Enzo, grazie!
    Mi associo a Mario chiedendo lumi sulla differenza tra supernova ed ipernova.

    Dalla foto si vedono due flussi di materia contrapposti (e' così?): a che velocità si stanno allontanando dalla stella e che estensione lineare hanno?

    Permettimi di chiudere con un paio di facezie:

    ... il fatto è che siamo noi a non capire, loro hanno tentato di dircelo in tutti i modi. Come dicevano i nostri padri, nomen omen (il destino nel nome) ? Beh, loro sono MEDIA-mente INAF-fidabili!

    ... caro prof. i tuoi articoli c'illuminano d'imm...ENZO.

    ... negli anni '70 un cantautore a nome Don McLean compose una magnifica canzone dedicata a chi descrive il cosmo. Inizia così ... Starry starry night ed il titolo è Vincent.
    qualcuno dice che l'abbia dedicata a Van Gogh ma io penso che l'abbia dedicata a te. Se non la conosci cercala su youtube e leggine la traduzione, è splendida....

  3. mik

    Quindi sta facendo la "cura dimagrante" in vista della prova costume... Ehm la prova-supernova?!

    Chiedo, l'orientamento dei lobi che possiamo vedere potrebbe dare indicazioni sull'asse di rotazione della stella e quindi sulla direzione in cui saranno ' 'sparati' i GRB?

  4. Maria Rita

    E' la prima volta che sento parlare di ipernova :-| Mi scuso per la mancanza di conoscenza in merito, quali differenze intercorrono esattamente tra ipernova e supernova? Grazie :-D

  5. Bene ragazzi! Quante belle domande...

    cominciamo con le ipernove.

    E' un nome che significa relativamente poco, dato che è difficilissimo essere sicuri di averle osservate. In parole povere, sono stelle di massa veramente enormi, tali da perdere gran parte della massa durante violente fasi di espulsione, proprio come Eta Carinae. Normalmente danno origine a stelle Wolf Rayet (ne parleremo ancora), ma ciò che le contraddistingue (in termini molto qualitativi) è l'energia che si libera e che potrebbe essere legata ai più violenti fenomeni di GRB. Non danno probabilmente luogo a nubi enormi, dato che lo fanno un po' alla volta; ma possono collassare direttamente in buchi neri senza tanta sceneggiata (vedi anche le collapsar). Le contraddistingue anche un'ovvia rotazione velocissima del nucleo collassante.

    Eta Carinae potrebbe rappresentare proprio una ipernova. Tenete presente, però, che molti preferiscono evitare questo termine dato che non è mai stato veramente osservato con sicurezza. Ad esempio, stelle enormemente massicce, potrebbero far vincere, un volta tanto, la radiazione sulla gravità e potrebbero distruggersi completamente senza dar luogo a residui come buchi neri. Diciamo che il mondo delle supergiganti è ancora in gran parte da scoprire. Sarebbe molto utile vedere da vicino Eta Carinae.... :mrgreen:

    I due lobi, invece, dovrebbero essere collegati proprio all'asse di rotazione. Essi dovrebbero riferirsi all'esplosione del 1843 circa, ma pongono vari problemi, soprattutto per la velocità con cui si sono espansi. Alcuni pensano che fossero nubi già preesistenti che sarebbero state modellate da getti avvenuti nel 1843. Insomma, una grande massa spinta verso l'esterno.
    In ogni modo, le dimensioni sono dell'ordine di poco più di 24000 UA ciascuno e si parla di velocità che variano da 300 a 600 km/sec.
    Non va tralasciata l'ipotesi che la strana configurazione bipolare possa dipendere anche, in parte, dalla presenza della compagna (che però dovrebbe comunque rivolvere sul piano equatoriale di Eta Carinae).

    :wink:

  6. Ops... Alvy,
    dimenticavo... accetto volentieri i tuoi spropositati complimenti solo perché sono accompagnati da simpaticissime "battute". Cercherò senz'altro la canzone...
    :wink: :wink:

  7. Michael

    Domandina da egoista quale sono. :D
    Nel caso in cui noi osservassimo domani l'esplosione di Eta Carinae, tra quanto tempo potremmo aspettarci di essere investiti dall'eventuale precisissima onda gamma?

  8. caro Michael...
    immediatamente... purtroppo i raggi gamma viaggiano alla velocità della luce... e quindi ne saremmo investiti in contemporanea: Eta Carinae potrebbe anche essere esplosa e la sua energia elettromagnetica essere già a mezza strada... o magari a sole 24 ore luce...
    Ciò che vediamo adesso risale a 7500 anni fa. Magari la stella è esplosa 7499 anni e 364 giorni fa... In questo caso, fortunatamente, l'asse di rotazione, un giorno prima dell'esplosione, sembra puntare da un altra parte... Domani vedremo una stella in pieno giorno e ci saranno gravi problemi alle strumentazioni e ai satelliti. Forse, però, avrebbe dato qualche segno dell'imminente esplosione (come fa un vulcano) e quindi ce lo aspetteremmo...
    E' il solito vecchio problema della velocità della luce. Ciò che vediamo adesso è partito 7500 anni fa.

  9. Michael

    Sì, Enzo, questo lo avevo già pensato... infatti avevo specificato "se osservassimo".
    Non sapevo a che velocità viaggiavano i raggi gamma: speravo in una risposta un po' più confortante. ;) Adesso ho la conferma che non avremmo davvero neanche un secondo di più per prepararci alla eventuale catastrofe.

  10. Caro Michael,
    i raggi gamma fanno parte dello spettro elettromagnetico... quindi... :wink:
    Vedi che faccio bene a lavorare sugli spettri.... :-P

  11. Michael

    Faremo una colletta per comperarti una Ecto-1. :P

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