Se osservi le stelle in una chiara notte d’inverno, è difficile perdere la costellazione di Orione il Cacciatore, con il suo scudo in un braccio e l’altro braccio teso in alto verso il cielo. Un punto rosso brillante chiamato Betelgeuse segna la spalla di Orione, e lo strano oscuramento di questa stella ha affascinato gli skygazers per migliaia di anni. Aborigeni australiani possono avere anche lavorato nelle loro storie orali.
Oggi, gli astronomi sanno che Betelgeuse varia in luminosità perché è una stella supergigante rossa morente con un diametro circa 700 volte più grande del nostro sole. Un giorno, la stella esploderà come una supernova e darà all’umanità uno spettacolo celeste prima di scomparire dal nostro cielo notturno per sempre.
Questa eventuale esplosione spiega perché gli astronomi si sono eccitati quando Betelgeuse ha iniziato ad attenuarsi drasticamente nel 2019. L’undicesima stella più luminosa è scesa di magnitudine due volte e mezzo. Betelgeuse potrebbe aver raggiunto la fine della sua vita? Anche se improbabile, l’idea di una supernova che appare nei cieli della Terra ha attirato l’attenzione del pubblico.
E ora nuove simulazioni stanno dando agli astronomi un’idea più precisa di ciò che gli esseri umani vedranno quando Betelgeuse finirà per esplodere nei prossimi 100.000 anni.
Supernova vista dalla Terra
Con tutte le speculazioni su come sarebbe una supernova di Betelgeuse dalla Terra, University of California, Santa Barbara, l’astronomo Andy Howell si è stancato dei calcoli back-of-the-envelope. Ha messo il problema a un paio di studenti laureati UCSB, Jared Goldberg e Evan Bauer, che hanno creato simulazioni più precise dei giorni di morte della stella.
Gli astronomi dicono che c’è ancora incertezza su come si sarebbe svolta la supernova, ma sono stati in grado di aumentare la loro precisione usando le osservazioni scattate durante la Supernova 1987A, la stella conosciuta più vicina ad esplodere nei secoli.
La vita sulla Terra sarà illesa. Ma questo non significa che passerà inosservato. Goldberg e Bauer hanno scoperto che quando Betelgeuse esplode, brillerà brillante come la mezzaluna-nove volte più debole della luna piena-per più di tre mesi.
“Tutta questa luminosità sarebbe concentrata in un punto”, dice Howell. “Quindi sarebbe questo faro incredibilmente intenso nel cielo che avrebbe gettato ombre di notte, e che si poteva vedere durante il giorno. Tutti in tutto il mondo ne sarebbero curiosi, perché sarebbe inevitabile.”
Gli esseri umani sarebbero in grado di vedere la supernova nel cielo diurno per circa un anno, dice. E sarebbe visibile di notte ad occhio nudo per diversi anni, mentre le conseguenze della supernova si attenuano.
“Quando svanirà completamente, Orion mancherà la spalla sinistra”, aggiunge Sarafina Nance, un’Università della California, Berkeley, studentessa laureata che ha pubblicato diversi studi su Betelgeuse.
The Betelgeuse Show
Non c’è bisogno di preoccuparsi per l’esplosione stellare. Una supernova deve accadere estremamente vicino alla Terra per la radiazione di danneggiare la vita-forse appena diverse decine di anni luce, secondo alcune stime. Betelgeuse è molto al di fuori di tale intervallo, con studi recenti che suggeriscono che si trova a circa 724 anni luce di distanza, ben al di fuori della zona di pericolo.
Ma la supernova potrebbe ancora avere un impatto sulla Terra in alcuni modi sorprendenti. Ad esempio, Howell sottolinea che molti animali usano la luna per la navigazione e sono confusi dalle luci artificiali. Aggiungere un secondo oggetto luminoso come la luna potrebbe essere dirompente. Non è solo la fauna selvatica che sarebbe disturbato, sia; ironia della sorte, gli astronomi stessi avrebbero un momento difficile.
“Le osservazioni astronomiche sono già difficili quando la luna è luminosa”, dice Howell. “Non ci sarebbe’ tempo buio ‘per un po’.”
Anche studiare Betelgeuse sarebbe una sfida unica. La luce intensa avrebbe sopraffatto i loro strumenti.
“Non abbiamo potuto osservarlo con la maggior parte dei telescopi a terra, o la maggior parte nello spazio, come Swift o il telescopio spaziale Hubble”, aggiunge. Invece, avrebbero dovuto modificare i loro telescopi per raccogliere molta meno luce.
E se Betelgeuse sfida le probabilità e esplode nelle nostre vite, gli astronomi dicono che ci sarà un ampio avvertimento. Gli strumenti sulla Terra inizierebbero a rilevare neutrini o onde gravitazionali generate dall’esplosione con un giorno di anticipo.
“Immagina una buona parte del mondo che sta in piedi e fissa Betelgeuse, aspettando che inizi lo spettacolo di luci e un tifo che sale intorno al pianeta quando lo fa”, dice Howell.
Per catturare una stella morente
Ma per gli scienziati, Betelgeuse non deve esplodere per essere interessante. È grande e luminoso, rendendolo relativamente facile da studiare.
“È affascinante dal punto di vista di un astronomo perché possiamo studiare una stella che si sta avvicinando alla fine della sua vita abbastanza da vicino”, dice Nance. “C’è qualche affascinante fisica in corso nella struttura interna di Betelgeuse.”
La loro ipotesi migliore su ciò che sta succedendo in questo momento deriva da ciò che gli astronomi già sanno della stella e di altri simili. Come spiega Nance, questa ricerca mostra che la luminosità di Betelgeuse potrebbe cambiare per una serie di motivi. Alcuni astronomi sospettano addirittura che diversi meccanismi di oscuramento stiano giocando contemporaneamente.
Mentre il loro combustibile nucleare si esaurisce vicino alla fine della loro vita, le stelle supergiganti rosse iniziano a gonfiarsi e formano buste crescenti di gas e polvere. E man mano che questa busta diventa più grande, la luminosità della stella cresce. Ma non è l’unico modo in cui una stella come Betelgeuse può oscurare e illuminare. Le stelle supergiganti rosse hanno anche enormi celle convettive sulle loro superfici – come versioni molto più grandi di quelle sul nostro Sole-dove la turbolenza fa salire il materiale caldo dall’interno della stella. Una volta raggiunta la superficie, parte di quel materiale erutta violentemente nello spazio come un gigantesco rutto radioattivo, che può cambiare temporaneamente la sua luminosità.
E l’oscuramento di Betelgeuse potrebbe anche essere la prova che sta per esplodere. Mentre il materiale erutta dalla superficie di una stella morente, in genere si scontra, il che lo rende più luminoso. Tuttavia, Nance dice che è possibile che questo materiale stia avvolgendo la stella, rendendola più debole.
Qualunque sia la causa principale, lo strano comportamento dovrebbe in ultima analisi offrire nuove intuizioni nei giorni morenti delle stelle supergiganti rosse. E l’umanità avrà un posto in prima fila.
“Betelgeuse offre agli astronomi un ambiente ideale per studiare queste ultime fasi della combustione nucleare prima che esploda”, afferma Nance.