Luglio 13, 2024

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Betelgeuse è circa il 50% più luminosa del normale.  Cosa sta succedendo?

Betelgeuse è circa il 50% più luminosa del normale. Cosa sta succedendo?

Ogni volta che succede qualcosa con Betelgeuse, la speculazione su di esso esplode quando si genera una supernova. Sarebbe fantastico se lo facessi. Siamo abbastanza lontani da non subire alcuna conseguenza, quindi è divertente immaginare il cielo illuminarsi così per mesi.

Ora la stella della gigante rossa si è illuminata di quasi il 50% e questo sta nuovamente intensificando le speculazioni.

Betelgeuse esploderà come una supernova. Su questo, c’è un accordo universale. Ma la domanda su quando non è certa. Il comportamento della star è sconcertante. Come poteva saperlo un piccolo mortale?

Betelgeuse non è solo una gigante rossa, è anche una stella variabile semicircolare pulsante. Ciò significa che c’è una certa periodicità nei loro cambiamenti di luminosità, sebbene le ampiezze possano variare. Ha un ciclo di circa 400 giorni durante i quali la sua luminosità cambia. Ha anche un ciclo più breve di 125 giorni, un altro ciclo di 230 giorni e un mega ciclo di 2.200 giorni, tutti determinati da impulsi. Tutti questi cicli possono rendere una stella difficile da capire chiaramente.

Due anni fa, Betelgeuse è andata fuori di testa e la gente si è chiesta cosa significasse. Si scopre che la luminosità della stella, infatti, non è cambiata. Invece, la stella ha espulso materiale dalla sua superficie che si è raffreddato in una nuvola di polvere e ha bloccato la luce. L’episodio si chiama “The Great Blackout”.

Questo grafico mostra ciò che probabilmente ha causato l'oscuramento di Betelgeuse per qualche tempo nel 2019. Crediti: NASA, ESA ed E. Wheatley (STScI)
Questo grafico mostra ciò che probabilmente ha causato l’oscuramento di Betelgeuse per qualche tempo nel 2019. Crediti: NASA, ESA ed E. Wheatley (STScI)

Ora che sta diventando più luminoso, attira ancora una volta l’attenzione degli scienziati. Vogliono sapere in quale fase di sviluppo ti trovi e cosa significa tutta questa attività. Una nuova ricerca mostra che potrebbe esplodere come una supernova più velocemente di quanto ci si aspettasse.

Il nuovo documento èLo stadio di sviluppo di Betelgeuse è dedotto dai periodi di impulso. Il primo autore è Hideyuki Sayo dell’Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University, Japan.Le notifiche mensili della Royal Astronomical Society hanno accettato l’articolo per la pubblicazione.

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Le parti più confuse delle nuove ricerche spesso fanno notizia. Nessun argomento sensato contro di esso. È così che si muove l’umanità.

Non scegliamo il dottor Eldridge. Lei non si sbaglia. È solo che il giornale dice che è solo uno dei possibili risultati. Ne definisce molti altri.

Nel loro articolo, gli autori affermano che Betelgeuse potrebbe essere la prossima supernova della Via Lattea, indipendentemente da quale delle loro scoperte possano essere corrette. “Concludiamo che Betelgeuse è nella fase finale della combustione primaria del carbonio ed è un buon candidato per la prossima supernova galattica”, hanno scritto.

Come gigante rossa, ha lasciato Betelgeuse sequenza principale. per lungo tempo Da 8 a 8,5 milioni di anni fa storia, hanno consumato enormi quantità di idrogeno fondendolo in elio e rilasciando la massa persa da questa fusione sotto forma di energia. (Grazie a Einstein.) Ciò significa che non fonde più l’idrogeno in elio come fa il sole. Quando stelle come Betelgeuse perdono massa, la loro gravità non può più contenere la loro pressione verso l’esterno e si espandono per formare un involucro più massiccio. Quindi, anche se perdono massa, crescono di dimensioni.

Questo diagramma mostra la scala della supergigante rossa Betelgeuse e del suo centro circostante rispetto al Sistema Solare.  Credito immagine: L. Calçada, European Southern Observatory (ESO)
Questo diagramma mostra la scala della supergigante rossa Betelgeuse e del suo centro circostante rispetto al Sistema Solare. Credito immagine: L. Calçada, European Southern Observatory (ESO)

Dopo che stelle come Betelgeuse lasciano la sequenza principale e non fondono più idrogeno in elio nei loro nuclei, le cose cambiano radicalmente. durante fusione dell’elio Nella fase successiva, il carbonio si accumula nel suo nucleo. Quindi iniziano il periodo di combustione del carbonio primario che produce altri elementi. Gli autori del nuovo documento affermano che Betelgeuse è nelle ultime fasi di quel periodo.

Ma per quanto tempo? Quanto rimani? Non c’è ancora una risposta esatta a questo.

“Nonostante, e in parte a causa della distanza relativamente piccola dalla Terra, è stato difficile ottenere vincoli rigorosi su distanza, luminosità, raggio, masse correnti e sequenza principale di età zero (ZAMS), informazioni sullo stato di rotazione interna e mescolanza associata quindi allo stato evolutivo di Betelgeuse e quando potrebbe esplodere”, scrivono gli autori Nuova recensione da Betelgeuse. ZAMS è particolarmente importante per comprendere lo stadio evolutivo di stelle specifiche. È fondamentale, anche se non l’unico responsabile.

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Ma lo studio offre alcune forti possibilità.

L’opera è un misto di note e modelli, ognuno dei quali si adatta alle note in modi diversi. È un affare complicato, motivo per cui titoli o tweet che affermano che potrebbe esplodere tra decenni sono un po’ fuorvianti. Piccole differenze raramente attirano l’attenzione.

Il periodo di combustione del carbonio primario è costituito da diverse fasi. La difficoltà nel determinare quando Betelgeuse diventerà una supernova deriva in parte dal determinare quali fasi attraverserà. Anche la sua distanza da noi è oggetto di dibattito. La recensione di Betelgeuse afferma che “sebbene si trovi a una distanza di soli 200 parsec dalla Terra, e possa quindi essere risolta spazialmente con un’adeguata strumentazione, l’incertezza che ne deriva rimane una barriera fondamentale per una comprensione più profonda”.

Questa immagine si basa sui dati della missione Herschel e mostra il mezzo circonferenziale (CSM) che circonda Betelgeuse mentre accelera nello spazio.  C'è un prominente shock dell'arco a 7 minuti d'arco, prova del suo movimento.  C'è anche un'altra caratteristica del CSM a 9 minuti d'arco che potrebbe essere la prova di una precedente fusione o espulsione fisica di Betelgeuse.  Betelgeuse è complesso e difficile da capire.  Credito immagine: Decin et al.  2012.
Questa immagine si basa sui dati della missione Herschel e mostra il mezzo circonferenziale (CSM) che circonda Betelgeuse mentre accelera nello spazio. C’è un prominente shock dell’arco a 7 minuti d’arco, prova del suo movimento. C’è anche un’altra caratteristica del CSM a 9 minuti d’arco che potrebbe essere la prova di una precedente fusione o espulsione fisica di Betelgeuse. Betelgeuse è complesso e difficile da capire. Credito immagine: Decin et al. 2012.

Ciò che ha attirato l’attenzione di tutti sono state queste due frasi della ricerca: “Secondo questo numero, il nucleo collasserà entro poche decine di anni dall’esaurimento del carbonio. Questo indica che Betelgeuse è un ottimo candidato per la prossima supernova galattica, che si verificherà molto vicino a noi”.

Questo è il numero di cui stanno parlando.

Questa cifra dello studio mostra l'abbondanza dei vari elementi in Betelgeuse.  L'abbondanza iniziale è come un'impronta digitale o un'istantanea di ciò che sta accadendo all'interno del nucleo, in quale fase il carbonio sta bruciando all'interno della stella e quando esploderà.  I prodotti di fusione del nucleo vengono periodicamente trascinati dal nucleo alla superficie per convezione, dando ai ricercatori uno sguardo all'interno del nucleo.  Ma determinare quando esploderà dipende anche dalla conoscenza della massa iniziale della stella, dalla velocità con cui ruota e da una miriade di altri fattori, che sono difficili da determinare a vari livelli.  Credito immagine: Saio et al.  2023.
Questa cifra dello studio mostra l’abbondanza dei vari elementi in Betelgeuse. L’abbondanza iniziale è come un’impronta digitale o un’istantanea di ciò che sta accadendo all’interno del nucleo, in quale fase il carbonio sta bruciando all’interno della stella e quando esploderà. I prodotti di fusione del nucleo vengono periodicamente trascinati dal nucleo alla superficie per convezione, dando ai ricercatori uno sguardo all’interno del nucleo. Ma determinare quando esploderà dipende anche dalla conoscenza della massa iniziale della stella, dalla velocità con cui ruota e da una miriade di altri fattori, che sono difficili da determinare a vari livelli. Credito immagine: Saio et al. 2023.

Ma ciò che non ha attirato molta attenzione è stata la parte successiva del giornale.

“In effetti, non è possibile determinare con precisione lo stadio evolutivo, perché le condizioni della superficie difficilmente cambiano nella fase avanzata vicino all’esaurimento del carbonio e oltre”, scrivono i ricercatori. Gli astronomi possono vedere solo la superficie, ma è ciò che accade nel profondo della stella che racconta la storia.

Gli autori dell’articolo affermano davvero che, secondo osservazioni, dati e modelli, Betelgeuse potrebbe esplodere prima di quanto si pensasse. Ma – e questo è fondamentale – non sanno in quale fase sta bruciando il carbonio primario della stella. La combustione del carbonio può continuare a lungo, secondo alcuni modelli che si adattano ai dati.

Ma non tutti concordano sul fatto che Betelgeuse sia nella fase primaria di combustione del carbonio. Gli autori della recensione di Betelgeuse affermano che la stella è ancora nella fase dell’elio. Poiché la combustione primaria dell’elio è molto più lunga delle successive fasi di combustione, è probabile che Betelgeuse si trovi nel nucleo che brucia l’elio. Il periodo di pulsazione probabilmente limita il raggio, la distanza e lo stato evolutivo del bruciatore di elio primario”, scrivono, pur riconoscendo che ci sono “argomentazioni contrarie”.

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Un altro modo in cui i ricercatori hanno cercato di determinare i tempi dell’esplosione della supernova è quello di abbinare le sue pulsazioni periodiche a modelli simili. Questo è ciò a cui si riferisce Jonathan McDowell nel tweet sopra.

Questa figura del documento presenta quattro modelli che corrispondono a quattro cicli o periodi di Betelgeuse (alpha Ori).  Se non sei un astrofisico, è fonte di confusione.  Ma aiutano a illustrare la complessità e l'incertezza dietro la previsione dell'esplosione di Betelgeuse.  Credito immagine: Saio et al.  2023.
Questa figura del documento presenta quattro modelli che corrispondono a quattro cicli o periodi di Betelgeuse (alpha Ori). Se non sei un astrofisico, è fonte di confusione. (Non sono uno, e sono così confuso.) Ma aiuta a illustrare la complessità e l’incertezza dietro l’anticipazione dell’esplosione di Betelgeuse. Credito immagine: Saio et al. 2023.

Quando alla fine esplode – e nessuno è in disaccordo con la sua esplosione finale come supernova – non è probabile che produca un letale lampo di raggi gamma come fanno alcune supernove. E mentre il materiale uscirà e produrrà potenti raggi X e raggi ultravioletti, siamo molto lontani dall’essere colpiti. Sarà invece uno spettacolo di luci visibile a tutta l’umanità, e che cambierà per sempre la costellazione di Orione. Gli scienziati dicono che probabilmente lascerà dietro di sé una stella di neutroni, forse una pulsar che sarà visibile per milioni di anni. L’intero evento, dall’inizio alla fine, sarà un’opportunità senza precedenti per studiare l’evoluzione di stelle, supernove e resti stellari. Gli scienziati saranno in grado di lavorare a ritroso dall’esplodere in tutte le ricerche che sono state fatte e tutte le osservazioni e i dati e identificare dove avevano ragione e dove avevano torto. La vecchia Betelgeuse insegnerà loro molto.

L’onda d’urto della supernova arriverà tra 100.000 anni e sarà facilmente deviata dall’eliomagnetosfera del nostro sole. Il più grande impatto sulla Terra sarà un aumento dei raggi cosmici che colpiscono l’alta atmosfera.

La maggior parte di noi guarderà a questa cataclismica eruzione e si siederà in soggezione davanti alla forza della natura, speriamo, mentre altri si rivolgeranno a stravaganti teorie del complotto o riverenza quasi religiosa, pseudoscientifica, simile a una setta.

Se l’umanità esistesse ancora quando si è verificato il benedetto evento.

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