Tracciate le bolle su una superficie di una stella

AGI - Per la prima volta, gli astronomi hanno catturato immagini di una stella diversa dal Sole con un dettaglio sufficiente a tracciare il movimento del gas gorgogliante sulla sua superficie. Le immagini della stella, R Doradus, sono state ottenute con l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA, un telescopio di proprietà dell'European Southern Observatory, ESO, nei mesi di luglio e agosto 2023. I risultati, descritti su Nature, mostrano bolle di gas giganti e calde, grandi 75 volte il Sole, che appaiono sulla superficie e che affondano all'interno della stella più velocemente del previsto. "È la prima volta che la superficie gorgogliante di una stella reale può essere mostrata in questo modo", ha affermato Wouter Vlemmings, professore alla Chalmers University of Technology, in Svezia, e autore principale dello studio. "Non ci saremmo mai aspettati che i dati fossero di così alta qualità da poter vedere cosi' tanti dettagli della convezione sulla superficie stellare", ha continuato Vlemmings.

Le stelle producono energia nel loro nucleo attraverso la fusione nucleare. Questa energia può essere trasportata verso la superficie della stella in enormi e calde bolle di gas, che poi si raffreddano e affondano, come una lampada di lava. Questo movimento di mescolamento, noto come convezione, distribuisce gli elementi pesanti formati nel nucleo, come il carbonio e l'azoto, in tutta la stella. Si pensa anche che sia responsabile dei venti stellari che trasportano questi elementi nel cosmo per costruire nuove stelle e pianeti. Finora i moti di convezione non erano mai stati monitorati in dettaglio in stelle diverse dal Sole. Utilizzando ALMA, la squadra di ricerca è riuscita a ottenere immagini ad alta risoluzione della superficie di R Doradus nel corso di un mese. R Doradus è una stella gigante rossa, con un diametro circa 350 volte quello del Sole, situata a circa 180 anni luce dalla Terra nella costellazione del Dorado.

Le sue grandi dimensioni e la vicinanza alla Terra la rendono un bersaglio ideale per osservazioni dettagliate. Inoltre, la sua massa e' simile a quella del Sole, il che significa che R Doradus e' probabilmente abbastanza simile a come apparirà il nostro Sole tra cinque miliardi di anni, una volta diventato una gigante rossa. "La convezione crea la bellissima struttura granulare che si vede sulla superficie del nostro Sole, ma e' difficile da vedere su altre stelle", ha aggiunto Theo Khouri, ricercatore di Chalmers e coautore dello studio. "Con ALMA, siamo riusciti non solo a vedere direttamente i granuli convettivi, con dimensioni 75 volte superiori a quelle del nostro Sole, ma anche di misurare per la prima volta la loro velocità di movimento", ha proseguito Khouri. I granuli di R Doradus sembrano muoversi con un ciclo di un mese, più veloce di quanto gli scienziati si aspettassero in base al funzionamento della convezione nel Sole.

"Non sappiamo ancora quale sia la ragione di questa differenza; sembra che la convezione cambi quando una stella invecchia in modi che ancora non comprendiamo", ha affermato Vlemmings. "Osservazioni come quelle effettuate ora su R Doradus ci aiutano a capire come si comportano le stelle come il Sole, anche quando diventano fredde, grandi e spumeggianti come R Doradus", ha proseguito Vlemmings. "È spettacolare il fatto che ora possiamo immaginare direttamente i dettagli della superficie di stelle così lontane e osservare una fisica che finora era osservabile per lo più solo nel nostro Sole", ha concluso Behzad Bojnodi Arbab, dottorando presso Chalmers, anch'egli coinvolto nello studio.