Gli astrofisici potrebbero aver svelato il mistero delle stelle che scompaiono

Entra nel nuovo canale WhatsApp di NextMe.it VFTS 243

Alcune stelle di grandi dimensioni potrebbero non morire in modo drammatico con un’esplosione di supernova, ma scomparire silenziosamente e senza clamore. Questa teoria potrebbe spiegare la misteriosa e improvvisa scomparsa di alcune stelle dal cielo notturno, osservata dagli astronomi nel corso degli anni, come riportato in un nuovo studio pubblicato sulla rivista Physical Review Letters.

La fusione nucleare è il processo attraverso il quale le stelle “bruciano”, combinando atomi di idrogeno più leggeri in elio più pesante, rilasciando una quantità enorme di energia sotto forma di luce e calore. Quando questo carburante inizia a esaurirsi, la stella entra nelle fasi finali della sua vita e inizia a morire.

Le stelle possono morire in modi diversi a seconda della loro massa. Quando finiscono l’idrogeno, il nucleo della stella si contrae e si riscalda, causando l’espansione e il raffreddamento degli strati esterni, trasformandosi in una gigante rossa. Le stelle più piccole, fino a circa otto volte la massa del nostro Sole, espelleranno questi strati esterni e il nucleo diventerà una nana bianca. Le stelle più grandi, invece, attraversano diverse fasi di fusione nucleare, creando elementi sempre più pesanti fino a formare il ferro. A questo punto, la fusione nucleare si arresta, la stella collassa sotto la propria gravità ed esplode in una supernova.

Il collasso completo senza supernova

La nuova ricerca ha trovato prove convincenti che le stelle enormi possano morire e formare un buco nero senza alcuna supernova, attraverso un processo noto come “collasso completo”. Alejandro Vigna-Gómez, ricercatore presso il Max Planck Institute for Astrophysics , suggerisce che questo fenomeno potrebbe spiegare la scomparsa silenziosa di stelle dal cielo, senza l’esplosione luminosa di una supernova.

Riteniamo che il nucleo di una stella possa collassare sotto il proprio peso, come accade alle stelle massive nella fase finale della loro vita. Ma invece di culminare in una brillante esplosione di supernova che oscurerebbe la propria galassia, come ci si aspetterebbe per le stelle con una massa superiore a otto volte quella del Sole, il collasso continua fino a formare un buco nero.

Questa scoperta è stata stimolata dall’osservazione di un sistema binario chiamato VFTS 243, situato nella Grande Nube di Magellano. Questo sistema è composto da una grande stella e un buco nero con una massa circa dieci volte quella del Sole. Gli astronomi non hanno trovato alcuna traccia di un’esplosione di supernova nel passato di questo sistema, come spiegato da Vigna-Gómez:

Normalmente, gli eventi di supernova nei sistemi stellari possono essere misurati in vari modi dopo che si verificano. Ma nonostante il fatto che VFTS 243 contenga una stella che è collassata in un buco nero, le tracce di un’esplosione non si trovano da nessuna parte. VFTS 243 è un sistema straordinario. L’orbita del sistema è rimasta quasi inalterata dal collasso della stella in un buco nero.

L’analisi ha rivelato che il buco nero nel sistema VFTS 243 è stato probabilmente formato immediatamente, con l’energia principalmente persa attraverso i neutrini. Questo nuovo paradigma potrebbe aprire nuove strade per lo studio di come le stelle muoiono e come nascono i buchi neri,  come commentato da Irene Tamborra, ricercatrice presso il Niels Bohr Institute:

I nostri risultati evidenziano VFTS 243 come il miglior caso osservabile finora per la teoria dei buchi neri stellari formati attraverso il collasso totale, dove l’esplosione di supernova fallisce. È un importante banco di prova per questi modelli. E sicuramente ci aspettiamo che il sistema servirà come punto di riferimento cruciale per future ricerche sull’evoluzione stellare e il collasso.