SPECIALE: Betelgeuse, una supergigante rossa e la sua compagna
di Fabio Morelli
Betelgeuse, la seconda stella più luminosa della costellazione di Orione e una delle più brillanti nel cielo notturno, è una supergigante rossa che ha affascinato astronomi e pubblico sin dalla notte dei tempi. La sua natura variabile, le sue dimensioni colossali e la sua imminente fine come supernova la rendono un oggetto di studio privilegiato anche in epoca moderna. La comprensione di Betelgeuse però è incompleta senza considerare il suo contesto astronomico più ampio: il sistema stellare in cui risiede, la prevalenza dei sistemi binari nell’universo e le ragioni astrofisiche che rendono i sistemi stellari multipli una norma piuttosto che un’eccezione e infine la recente scoperta della sua “compagna”.
Il Sistema Stellare di Orione e la Posizione di Betelgeuse
La costellazione di Orione, il Cacciatore, è una delle più riconoscibili e maestose del cielo invernale. Betelgeuse (α Orionis) si trova sulla spalla destra del Cacciatore, distinguendosi per il suo caratteristico colore rossastro. Sebbene sia spesso considerata una stella isolata nel contesto della sua visibilità ad occhio nudo, la ricerca astronomica ha rivelato che molte stelle apparentemente singole fanno parte di sistemi multipli.
Betelgeuse è una stella massiccia, con una massa stimata tra 15 e 20 volte quella del Sole (Fonte INAF) e un raggio che, se posta al centro del nostro sistema solare, inghiottirebbe le orbite di Mercurio, Venere, Terra e Marte. La sua fase di supergigante rossa indica che ha esaurito l’idrogeno nel suo nucleo e si sta avvicinando alla fine della sua vita stellare, destinata a esplodere come supernova di Tipo II. La sua posizione nel braccio di Orione della Via Lattea la rende un oggetto relativamente vicino, a circa 642 anni luce dalla Terra, permettendo osservazioni dettagliate.
La Scoperta della Stella Compagna di Betelgeuse
Per lungo tempo, Betelgeuse è stata considerata una stella solitaria, o al massimo parte di un sistema con compagne molto deboli e distanti. Tuttavia, recenti studi e analisi di dati d’archivio hanno suggerito l’esistenza di una compagna più vicina. La conferma definitiva e la caratterizzazione di questa stella compagna sono avvenute attraverso tecniche di imaging ad alta risoluzione e spettroscopia.
La scoperta di una compagna di Betelgeuse, denominata Betelgeuse B (o a volte Betelgeuse Companion), è stata un risultato significativo per la comprensione dell’evoluzione del sistema. Sebbene non sia visibile direttamente a causa della luminosità accecante della supergigante e della sua vicinanza angolare, l’analisi delle perturbazioni gravitazionali sulla stella principale e l’uso di tecniche come l’interferometria o l’ottica adattiva hanno permesso di rilevarne la presenza e stimarne le proprietà. Si ritiene che Betelgeuse B sia una stella di sequenza principale di tipo spettrale B, con una massa significativamente inferiore a Betelgeuse A, ma comunque più massiccia del nostro Sole. La sua orbita attorno alla supergigante è ancora oggetto di studio, ma la sua esistenza suggerisce una storia evolutiva condivisa e complessa per il sistema.
La pubblicazione della scoperta
Il paper scientifico che ha confermato la scoperta della stella compagna di Betelgeuse, Betelgeuse B, è stato pubblicato lo scorso 24 luglio sulla rivista scientifica The Astrophysical Journal Letters dal titolo “Probable Direct Imaging Discovery of the Stellar Companion to Betelgeuse” autori Steve B. Howell et al.
Per anni, la nostra vicina supergigante rossa, Betelgeuse, ha tenuto gli astronomi con il fiato sospeso. Le sue strane fluttuazioni di luminosità, in particolare un ciclo di circa sei anni, non trovavano una spiegazione convincente solo nelle sue pulsazioni interne. Ma ora, il mistero sembra risolto: Betelgeuse ha una compagna segreta, una stella più piccola che le orbita attorno, e questa danza cosmica è la chiave delle sue variazioni di luce.
Gli scienziati sospettavano da tempo l’esistenza di questa “amica” nascosta. Ora, grazie a nuove e sofisticate osservazioni, l’ipotesi ha trovato conferma. Utilizzando una tecnica di imaging ad alta risoluzione con il potente telescopio Gemini Nord da 8,1 metri, gli astronomi sono riusciti a “vedere” questa compagna sfuggente.
Le osservazioni cruciali sono state effettuate in due momenti chiave: nel 2020, durante il famoso evento del “Grande Oscuramento” di Betelgeuse, e nel 2024. Nel 2020, la compagna era proprio “dietro” la sua gigante vicina, rendendola invisibile, esattamente come previsto. Ma nel 2024, quando la compagna ha raggiunto la sua massima distanza angolare da Betelgeuse, è stata finalmente rilevata!
Questa compagna, sebbene molto più debole di Betelgeuse (circa sei volte meno luminosa), si trova esattamente dove le previsioni teoriche l’avevano posizionata, a una distanza che le permette di completare un’orbita ogni circa sei anni. Nonostante la rilevazione sia stata tecnicamente complessa, la sua posizione, luminosità e massa stimata si allineano perfettamente con ciò che i modelli dinamici avevano suggerito.
Questa scoperta non solo svela uno dei più grandi enigmi di Betelgeuse, ma apre anche nuove prospettive sulla comprensione di come le stelle supergiganti rosse evolvono e interagiscono con le loro compagne. Un vero e proprio “braccialetto” celeste che arricchisce la storia di questa affascinante stella.
La Prevalenza dei Sistemi Stellari Binari e Multipli
La scoperta di una compagna per Betelgeuse rafforza un principio fondamentale dell’astrofisica: la maggior parte delle stelle non sono isolate come sembrerebbe il nostro Sole, ma fanno parte di sistemi binari o multipli. Si stima che oltre il 50% delle stelle nella Via Lattea siano membri di tali sistemi. Ma perché questa prevalenza?
Le ragioni risiedono principalmente nei processi di formazione stellare e nella dinamica gravitazionale:
- Formazione per Frammentazione: Le stelle nascono dal collasso gravitazionale di nubi molecolari giganti. Durante questo processo, le nubi non collassano sempre in un unico punto, ma possono frammentarsi in più nuclei che poi si condensano in stelle separate. Se questi frammenti sono abbastanza vicini e hanno masse sufficienti, la gravità li lega in un sistema binario o multiplo.
- Interazioni Gravitazionali: Anche se due stelle si formano separatamente, possono avvicinarsi a causa di interazioni gravitazionali all’interno di un ammasso stellare. Se l’incontro è sufficientemente ravvicinato e la velocità relativa è bassa, possono “catturarsi” a vicenda e formare un sistema binario.
- Trasferimento di Massa: Nei sistemi binari stretti, le stelle possono influenzarsi a vicenda in modo significativo. Quando una stella più massiccia evolve e si espande (come nel caso di una supergigante), può trasferire massa alla sua compagna. Questo processo può alterare drasticamente l’evoluzione di entrambe le stelle, portando a fenomeni come le novae, le supernove di Tipo Ia, o la formazione di oggetti compatti (nane bianche, stelle di neutroni, buchi neri). La presenza di una compagna per Betelgeuse è particolarmente interessante in questo contesto, poiché il trasferimento di massa potrebbe aver influenzato la sua attuale fase evolutiva o potrebbe influenzare il destino della compagna dopo l’esplosione di Betelgeuse.
- Stabilità Orbitale: I sistemi binari sono sorprendentemente stabili se le orbite sono ben definite. Le stelle orbitano attorno a un centro di massa comune, mantenendo la loro configurazione per miliardi di anni.
La Costellazione di Orione: Un Punto di Riferimento Celeste
Per visualizzare al meglio la posizione di Betelgeuse nel suo contesto, ecco un’immagine della Costellazione di Orione, con la supergigante rossa chiaramente evidenziata.
Quando Esploderà Betelgeuse e Cosa Succederà?
Tempistica dell’Esplosione: Nonostante le recenti fluttuazioni di luminosità abbiano alimentato speculazioni su un’imminente esplosione, gli astronomi ritengono che Betelgeuse non sia sul punto di diventare una supernova nel nostro immediato futuro. Le stime attuali suggeriscono che l’esplosione avverrà entro i prossimi 100.000 anni. Su scala cosmica, questo è “presto”, ma su scala umana, significa che non c’è una data precisa e potrebbe accadere tra migliaia di anni o anche domani, dato che la luce impiega circa 642 anni per raggiungerci. Ciò significa che, se fosse già esplosa, lo sapremmo solo tra oltre sei secoli.
Cosa Succederà: Quando Betelgeuse esploderà, sarà una supernova di Tipo II, un evento catastrofico che segna la fine della vita di una stella massiccia. Dalla Terra, lo spettacolo sarà straordinario: Betelgeuse diventerà incredibilmente luminosa, brillando quanto una mezza Luna per diversi mesi. Sarà visibile anche di giorno e sarà il più vicino evento di supernova mai osservato dall’umanità. Non solo: di notte, sarà così brillante che si potrebbe leggere un libro alla sua luce. La costellazione di Orione con l’esplosione di Betelgeuse cambierà radicalmente aspetto, perdendo una delle sue stelle più brillanti.
Conseguenze per la Terra: Nonostante la spettacolarità dell’evento, non c’è alcun pericolo per la vita sulla Terra. Betelgeuse si trova a circa 642 anni luce di distanza, una distanza sufficiente a proteggerci dagli effetti dannosi della radiazione. Una supernova dovrebbe esplodere entro circa 160 anni luce dalla Terra per causare danni significativi alla nostra atmosfera o alla vita. Potremmo assistere a un leggero aumento della radiazione sulla Terra o a un minimo impatto sullo strato di ozono, ma questi effetti sarebbero trascurabili e non rappresenterebbero una minaccia.
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