Nella costellazione del Cigno comparirà una nuova stella

Le stelle, come tutto l'Universo, sono in continua evoluzione anche se noi esseri umani, che a malapena viviamo 100 anni, molto raramente possiamo assistere a evidenti cambiamenti del nostro cielo. E' ancora più raro riuscire a prevedere con precisione dove e quando possa avvenire una di quelle trasformazioni sconvolgenti che in pochi secondi possono segnare il destino di una stella e l'aspetto di una costellazione. L'emblema di questa snervante incertezza è rappresentato da Betelgeuse, brillante supergigante rossa della costellazione di Orione, la migliore candidata a esplodere come supernova. Tutta la comunità scientifica è infatti d'accordo nell'affermare che la terribile esplosione che porrà fine alla sua vita è imminente e sarà tanto energetica da rendersi visibile per mesi, persino di giorno, come fosse un secondo, lontano Sole. Imminente, però, significa che può accadere in ogni momento da qui ad almeno 50 mila anni nel futuro. Se per l'Universo è un battito di ciglia, per noi diventa un tempo difficile da tollerare.

Una binaria a contatto

Per nostra fortuna la scienza non smette di fare passi in avanti e le cose stanno lentamente cambiando. Non siamo in grado di dire a che ora esploderà Betelgeuse, ma sembra che possiamo rimettere l'orologio su un evento che se si verificherà sarà di certo la spettacolare conferma dell'avanzamento delle nostre conoscenze dei sistemi binari e ci regalerà per qualche mese una nuova, brillante stella nel cielo.

Nella costellazione dei Cigno, in quel campo di centinaia di migliaia di stelle osservate in 3 anni dal telescopio spaziale Kepler, alla caccia di pianeti extrasolari di taglia terrestre, è stato trovato un sistema molto raro e altrettanto interessante. Chiamato secondo la sterile nomenclatura scientifica KIC 9832227, è un sistema formato da due stelle di massa simile che orbitano vicinissime le une alle altre. E vicinissime vuol dire che le orbite sono tanto strette che gli astri condividono già l'atmosfera e parte degli strati superficiali; tanto vicine che la reciproca forza mareale è così forte da averle allungate come se fossero una goccia d'acqua in bilico su un fiore che si guarda allo specchio prima di cadere. Nel gergo scientifico sono dette binarie a contatto, sistemi abbastanza comuni, ma queste sono talmente in contatto che il loro destino sembra già ben delineato con una precisione che fino a questo momento non ha avuto problemi.

La posizione di KIC 9832227 e della nuova stella del 2022

I due astri ruotano attorno al comune centro di massa, quel punto che tanto cerchiamo quando vogliamo tenere in equilibro un cucchiaio sul nostro dito. Le orbite, però, non sono più stabili. Le atmosfere stellari in contatto stanno rallentando il moto di entrambe le componenti, così che la distanza reciproca diminuisce velocemente nel tempo. A un certo punto si arriverà al contatto finale: le due stelle entreranno in collisione con gli strati più densi e quando questo accadrà i due sistemi si fonderanno in un unico oggetto. Questo raro evento di fusione tra due astri centinaia di volte più grandi del nostro pianeta innescherà dei violenti processi di fusione nucleare, nient'altro che una gigantesca esplosione, o una serie di esplosioni miliardi di miliardi di volte più potenti della più terribile bomba termonucleare mai concepita dall'uomo. Il fenomeno è chiamato nova rossa (red nova in inglese) ed è ancora avvolto dal mistero poiché sono pochissimi i fenomeni osservati associabili a un evento del genere.

Quello che sembra probabile è che la fusione di due stelle inneschi un'esplosione la cui luminosità è inferiore a quella di una supernova ma superiore a quella di una nova classica. Le novae, ben conosciute e studiate, sono nane bianche che accrescono materia da parte di una stella compagna vicina. Quando sulla superficie della nana bianca se ne accumula in quantità sufficiente, questa si fonde tutta insieme, producendo una violenta esplosione termonucleare. La nana bianca non viene distrutta e continua di solito a risucchiare materia, quindi il fenomeno di nova è in genere periodico. Una nova rossa, invece, è un evento che avviene una sola volta per un sistema e produce una luce dal colore rosso.

Sebbene avvolte nel mistero, quello che più interessa a chi si vuole godere lo spettacolo non è poi così misterioso. Nel 2008 è stata osservata una rara nova rossa a seguito della fusione delle stelle del sistema V1309 Scorpii. L'aumento di luminosità è stato di circa 10 magnitudini, ovvero 10 mila volte. KIC 9832227 è distante circa 1700 anni luce a al momento brilla di magnitudine 12. Se durante la fusione e l'esplosione come nova rossa aumenterà la sua luminosità come V1309 Scorpii, potrebbe diventare luminosa quanto la stella polare. In pratica, per qualche mese in cielo avremo una stella nuova che ridisegnerà i connotati della costellazione del Cigno.

Quando è prevista la comparsa di questa luminosa "stella" temporanea? Qui il capolavoro è tutto scientifico. Osservando per anni questo peculiare oggetto e le variazioni nel periodo orbitale delle due stelle, Larry Molnar e i suoi colleghi del Calvin College in Grand Rapids, Michigan, hanno concluso che nel Febbraio del 2022 le due stelle si fonderanno e innescheranno la grande esplosione chiamata nova rossa. L'incertezza nella predizione è di circa 6 mesi, un errore accettabile per le nostre vite, non come quella che accompagna la fine di Betelgeuse! Molnar e colleghi hanno sottoposto il loro studio completo ad Astrophysical Journal. Per chi fosse curioso di capire meglio cosa sono queste ancora misteriose novae rosse e come hanno operato i ricercatori per arrivare a questa intrigante predizione, consiglio di consultare l'articolo. Anche se lungo e difficile da comprendere, rappresenta sempre un'ottima occasione per capire come opera la scienza, proponendo ferree prove oggettive e verificabili nella spiegazione di qualsiasi evento. Non è, forse, un operato che ci tornerebbe molto utile anche nella vita di tutti i giorni, invece di scatenare guerre d'opinione basate sul nulla?

Scriviamo quindi un bel promemoria da qualche parte ma restiamo aggiornati. I calcoli di Molnar sembrano al momento corretti, ma non possiamo avere la certezza che abbia ragione, perché non conosciamo a fondo le caratteristiche del sistema KIC 9832227, né come reagiscono due astri che stanno sul punto di fondersi. In ogni caso, a meno di avere una sfortuna colossale, tra qualche anno avremo per qualche tempo una nuova stella e sarà un evento unico. Non ricapiterà mai più nella storia della Terra, figuriamoci quindi nella nostra, assistere alla comparsa di una nova rossa tanto brillante da decorare come un prezioso rubino celeste l'ala destra della meravigliosa costellazione del Cigno.

Siamo figli delle stelle

Questo post è stato estratto dal mio libro "La spettacolare vita delle stelle".

Le stelle almeno 8 volte più massicce del Sole terminano la loro vita come supernovae, le esplosioni più violente dell’Universo, visibili fino a miliardi di anni luce di distanza. Ma questi enormi astri non vengono ricordati solo per la spaventosa energia prodotta dalla loro esplosione. Il loro contributo all’Universo è molto più profondo e riguarda anche noi esseri umani.

Durante l’esplosione come supernova, una stella massiccia espelle nello spazio grandi quantità di carbonio, ossigeno, magnesio, silicio e tutti gli elementi fino al ferro.

Durante gli istanti più intensi dell’esplosione si formano anche gli elementi più pesanti del ferro e molto rari: argento, oro, platino, piombo, uranio.

Le supernovae, la fonte della nostra vita

Attraverso le esplosioni come supernovae, le stelle più grandi svolgono da miliardi di anni un’operazione importantissima: prendono in prestito idrogeno ed elio e restituiscono tutti gli elementi presenti in Natura, che si sono prodotti al loro interno durante le fasi di fusione nucleare, o durante l’esplosione stessa.

Ora facciamo attenzione, perché scopriremo una delle cose più affascinanti dell’Universo e dell’astronomia. All’inizio dei tempi, quando nacque l’Universo, esistevano solo due elementi: idrogeno ed elio. Non c’era traccia del carbonio delle nostre cellule, dell’ossigeno che forma l’acqua del nostro corpo e dei nostri mari. Non c’era il silicio che forma le rocce, il calcio delle nostre ossa, il ferro dei nostri attrezzi e delle nostre auto. Non c’era nemmeno l’oro dei gioielli, il rame dei fili elettrici, il platino che ora usiamo persino nei telefoni cellulari. Non c’era niente dei materiali che usiamo, della terra che calpestiamo. Niente con cui costruire i nostri corpi, niente per plasmare qualsiasi forma di vita, niente persino per formare la superficie dei pianeti e i pianeti stessi.

Se possiamo leggere questo post e usare le monete per fare la spesa; se ora viviamo in un Universo di pianeti, asteroidi e comete; se ora viviamo in un mondo fatto di terra, minerali, metalli preziosi e acqua; se ora viviamo… dobbiamo tutto questo solamente alle gloriose stelle massicce che nei miliardi di anni antecedenti la nascita del Sistema Solare hanno prodotto tutti questi elementi e li hanno poi restituiti con le loro possenti esplosioni all’Universo, in modo che una successiva generazione di stelle potesse nascere, formando questa volta anche pianeti con una superficie e forme di vita sempre più complesse.

Alziamo gli occhi da queste pagine e guardiamoci intorno. Qualsiasi cosa che vediamo in questa stanza, persino l’aria che respiriamo, è formata da particelle, da atomi, che si sono formati miliardi di anni fa in qualche posto dell’Universo, nel nucleo delle stelle più grandi mai esistite. Ringraziamo loro che con il sacrificio estremo hanno reso possibile l’aggregazione degli elementi che hanno prodotto un pianeta azzurro bellissimo e forme di vita così complesse che ora sono in grado di rendersi conto della fortuna cosmica che hanno avuto. E allora non è per niente esagerato dire che in ogni cellula del nostro corpo e in ogni granello di terra di questo pianeta vive il ricordo di migliaia di stelle che un tempo lontanissimo ci hanno regalato la possibilità di vivere e pensare.