Una nuova mappa di una delle stelle più massicce della nostra galassia fa luce su ciò che accade nelle fasi finali della morte di una stella gigante.
Gli astronomi hanno creato una mappa 3D dettagliata di VY Canis Majoris, una massiccia stella rossa morente situata a più di 3.000 anni luce da una terra. Hanno scoperto che il modo in cui questa rara stella gigante perde massa è simile agli archi coronali – anelli di plasma che emanano il Sole – ma su una scala di miliardi di volte.
usando Grande Gruppo Atacama Millimetro/Metro (ALMA) in Cile, il team, guidato dai ricercatori Ambich Singh dell’Università dell’Arizona e Lucy Zuriris, ha monitorato la distribuzione e la velocità delle particelle mentre orbitavano attorno a VY Canis Majoris e le ha mappate su strutture di materiale espulso che si estendono per miliardi di miglia.
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VY Canis Majoris è una pulsar variabile nella costellazione del Canis Major con una massa stimata di 17 volte la massa del Sole e un raggio compreso tra 10.000 e 15.000 unità astronomiche (AU). (Una AU è la distanza media tra la Terra e il Sole: circa 93 milioni di miglia, o 150 milioni di chilometri.)
Si sa che esistono solo pochi iperganti via Latteatra cui Betelgeuse, NML Cygni e VY Canis Majoris è uno dei migliori esempi di questo tipo di stella rara, secondo i ricercatori.
“Pensalo come un Gemelli sotto steroidi”, ha detto Zyoris a A dichiarazione. “È molto, molto più grande e molto più massiccio e subisce violente eruzioni vulcaniche ogni 200 anni circa”.
Ciò significa che lo studio di VY Canis Majoris offre agli astronomi una rara opportunità di acquisire una migliore comprensione dei processi che si verificano quando una stella estremamente grande raggiunge la fine del suo ciclo di vita. In particolare, gli astronomi volevano capire i meccanismi con cui questa stella perde massa.
I morsi della morte di questi sono enormi stelle È diverso da quello delle stelle di massa inferiore, come il Sole, che si gonfiano ed entrano gigante rosso Quando esauriscono l’idrogeno, il combustibile che alimenta la fusione nucleare, non possono più sostenersi contro il collasso gravitazionale.
Invece, le stelle massicce sembrano subire eventi di perdita di massa quando entrano in questa fase della loro esistenza. Questi eventi sono sparsi e grandi, con la materia persa per formare strutture complesse e altamente irregolari costituite da archi, gruppi e nodi che possono estendersi per migliaia di UA dalla massiccia stella centrale.
“Siamo particolarmente interessati a ciò che fanno le stelle giganti alla fine della loro vita”, ha detto Singh. “La gente pensava che queste stelle massicce si evolvessero semplicemente in supernove, ma non ne siamo più così sicuri”.
Il team crede che se queste enormi stelle si evolvono in supernoveIn teoria, gli astronomi individueranno più di queste esplosioni stellari. Quindi hanno proposto un’altra ipotesi.
“Ora pensiamo che lo siano [hypergiant stars] “Potrebbero tranquillamente crollare in buchi neri. Ma non sappiamo quali finiscano la loro vita in questo modo, o perché e come”, ha detto Zuris.
Fotografia a Way Canis Majors
Questa non è la prima volta che gli astronomi fotografano gli archi, i ciuffi e i nodi che si irradiano da VY Canis Majoris; Il Telescopio spaziale Hubble e spettroscopia per visualizzare queste strutture massicce. Con questo nuovo lavoro, il team ha tracciato particelle specifiche attorno alla stella gigante e quindi ha tracciato questi risultati su immagini Hubble di polvere attorno alla stella centrale. Ciò ha rivelato sottili dettagli dei processi coinvolti alla fine della vita delle stelle giganti, inclusi i dettagli su come VY Canis Majoris ha perso massa.
“Non si vede questa bella e consistente perdita di massa, ma piuttosto le cellule convettive che stanno soffiando attraverso la fotosfera della stella come piombo gigante e emettono massa in diverse direzioni”, ha detto Zuris. “Sono simili agli archi coronali visibili al Sole, ma sono un miliardo di volte più grandi”.
Il feedback del team su VY Canis Majoris che utilizza ALMA è ancora nelle sue fasi iniziali. Tuttavia, nonostante ciò, anche questa mappa elementare di ossido di zolfo, anidride solforosa, ossido di silicio, ossido di fosforo e cloruro di sodio ha aiutato i ricercatori a costruire un quadro della struttura del flusso molecolare della stella massiccia. E questa immagine è abbastanza grande da includere tutto il materiale che la gigante rossa ha espulso.
“Le particelle seguono gli archi nel guscio, il che ci dice che le particelle e la polvere sono ben mescolate”, ha detto Singh. “La cosa bella delle emissioni di particelle alle lunghezze d’onda radio è che ci forniscono informazioni sulla velocità, al contrario dell’emissione di polvere, che è costante”.
Regolando la configurazione dei 66 radiotelescopi di ALMA sparsi nel deserto cileno di Atacama, gli astronomi hanno raccolto dettagli sulle direzioni e velocità delle particelle intorno a VY Canis Majoris.
Lo hanno fatto in singole aree di ipergigantietà e quindi hanno abbinato i risultati alla sequenza temporale degli eventi di espulsione di massa di VY Canis Majoris. Questo passaggio richiede una notevole potenza di calcolo. Per ottenere la migliore precisione possibile, il team ha elaborato quasi un terabyte di dati da ALMA, con altri in arrivo, e possono essere necessari fino a due giorni per dettagliare ogni molecola.
“Con queste osservazioni, ora possiamo metterle su mappe nel cielo”, ha detto Zuriris. “Finora sono state studiate solo piccole parti di questa massiccia struttura, ma non puoi capire la perdita di massa e come muoiono queste grandi stelle se non guardi l’intera regione. Ecco perché volevamo creare un quadro completo”.
I risultati del team sono stati presentati il 13 giugno al meeting dell’American Astronomical Society a Pasadena, in California, e saranno dettagliati in una serie di prossimi documenti di ricerca.
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