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Può sembrare strano, ma c’è una stella che rimpicciolisce, per così dire, a vista d’occhio. E non si tratta di una stella qualunque, ma della supergigante rossa Betelgeuse, una delle stelle più luminose del cielo. Secondo i risultati di una ricerca condotta da studiosi dell’Università di Berkeley a partire dal 1993, pare che il suo diametro sia diminuito in quindici anni di circa il 15%.

La freccia rossa evidenzia la posizione di Betelgeuse nella costellazione di Orione

Alpha Orionis, più nota come Betelgeuse, è una delle spalle del cacciatore che simboleggia la costellazione di Orione. Ha ormai esaurito la sua riserva di idrogeno e si trova nella fase finale della propria vita di stella di grande massa (stimata in circa venti masse solari).

A un’età valutata in 8,5 milioni di anni, Betelgeuse è un astro di dimensioni colossali, affetto da fenomeni di instabilità che causano una variazione di luminosità sul lungo periodo, tale per cui è classificata come variabile semiregolare. È una delle pochissime stelle che il telescopio spaziale Hubble è in grado di risolvere come disco e non semplicemente come un puntino luminoso.

La prima immagine diretta di una stella diversa dal Sole. Credit: NASA

Betelgeuse, fotografata da Hubble, rivela un'enorme atmosfera visibile nell'ultravioletto e una misteriosa, ed altrettanto enorme, macchia luminosa centrale, la cui temperatura è di almeno 2000 K maggiore delle aree ad essa esterne.

Già dal lontano 1921, gli scienziati Michelson e Pease erano riusciti a misurare il suo diametro angolare, grazie all’innovativa tecnica dell’interferometria, messa a punto dallo stesso Michelson. In base alle misurazioni dei due scienziati, il diametro di Betelgeuse era risultato pari all’incirca a quello dell’orbita di Marte, ovvero intorno ai 500 milioni di chilometri. Per confronto, possiamo dire che il diametro del Sole è di “appena” 1.392.000 chilometri. Studi più recenti indicano che la distanza della stella dalla Terra è notevolmente maggiore di quanto stimato in precedenza: 640 anni luce contro 430. Ciò ha comportato anche il ricalcolo del suo diametro, che è risultato essere di ben 5,5 unità astronomiche, a fronte delle 3,7 UA calcolate prima (l'Unità Astronomica o UA è il sistema di misura delle distanze che prende come base la distanza della Terra dal Sole). Stiamo parlando quindi di una stella che, se posta al centro del sistema solare, si estenderebbe fin oltre la posizione occupata da Giove.

Su questo colosso dei cieli si è appuntata da molto tempo l’attenzione di un gruppo di studiosi dell’Univeristà della California a Berkeley, guidato dall’ormai novantaquattrenne Charles Hard Townes,  premio Nobel per la fisica nel 1964 per i suoi fondamentali studi di elettronica quantistica, che condussero allo sviluppo del laser e del maser. Utilizzando l’Infrared Spatial Interferometer (ISI) montato sulla sommità del Monte Wilson nella California del Sud, i ricercatori hanno monitorato costantemente le dimensioni di Betelgeuse a partire dal 1993.

Ciò che hanno scoperto è sorprendente. Nel corso degli anni di monitoraggio, il diametro della supergigante si è andato progressivamente riducendo, diminuendo di circa il 15%, cioè di una grandezza pari più o meno al raggio dell’orbita di Venere. Il fenomeno è ancora più misterioso, se si considera che durante gli stessi anni la luminosità di Betelgeuse è rimasta pressoché stabile, il che contrasta fortemente con l’ipotesi di una così notevole riduzione della superficie radiante della stella. Eppure le misurazioni compiute da Townes e soci sono più che precise, come si evince dalle parole dello scienziato:

"Le nostre osservazioni avvengono nella lunghezza d'onda di 11 micron, che corrisponde al medio infrarosso, in modo che le onde lunghe di questa frequenza attraversino le polveri e la ristretta ampiezza di banda permetta di evitare le righe spettrali. Sicché possiamo osservare la stella relativamente non distorta. Abbiamo anche la grande fortuna di avere uno strumento che è stato utilizzato in maniera molto simile per circa quindici anni, fornendo una lunga e coerente serie di misurazioni che non ha eguali al mondo. Le prime misurazioni mostravano una dimensione del tutto compatibile con i risultati di Michelson, ma nel corso di 15 anni la grandezza è diminuita di circa il 15 per cento, cambiando senza grossi sbalzi ma sempre più velocemente, a mano a mano che gli anni passavano."


Non si sa ancora, in definitiva, come spiegare la riduzione di dimensioni di Betelgeuse, osservata dai ricercatori dell’Università di Berkeley. È possibile che il fenomeno abbia a che fare con giganteschi moti convettivi che interessano gli strati superficiali della stella. In anni recenti, infatti, lo stesso Townes, insieme con Tatebe, Wishnow e altri, aveva pubblicato uno studio in cui analizzava la presenza di una grande macchia sulla superficie di Betelgeuse, una sorta di enorme bolla, tale da suggerire una forma asimmetrica della stella, forma che peraltro pare essere ritornata regolarmente sferica, stando alle ultime osservazioni.

Le considerazioni di Edward Wishnow, che ha partecipato con Townes alla ricerca condotta a partire dal 1993 con l’ISI, la dicono lunga sullo stato delle nostre attuali conoscenze sui processi che riguardano le fasi finali della vita di una stella come Betelgeuse:

    "Non sappiamo perché la stella si stia rimpicciolendo. Sappiamo molto sulle galassie e sull’universo distante, ma c’è ancora un mucchio di cose che non conosciamo delle stelle, compreso ciò che accade alle giganti rosse prossime alla fine delle loro vite."

Sarà d’importanza cruciale, insomma, continuare la misurazione delle dimensioni di Betelgeuse, per verificare se, nei prossimi anni, la stella invertirà la rotta riacquistando le antiche dimensioni oppure se il rimpicciolimento proseguirà ancora. Del resto, una supergigante come Alpha Orionis è un soggetto particolarmente complicato da misurare. Considerando il rapporto tra la massa stimata e le dimensioni, si tratta di un oggetto celeste che ha una densità prossima a quella del vuoto: un barattolo di materia stellare di Betelgeuse, se portato sulla Terra, sarebbe infatti una buona approssimazione del concetto di vuoto. È dunque ben difficile dire quanto misuri esattamente il diametro di una stella che, a causa della bassissima densità, sembra avere confini particolarmente indefiniti, e che possiede, per di più, un’atmosfera ricca di polveri e gas, le cui perturbazioni possono senz’altro influenzare l’aspetto della sua superficie, alla distanza siderale che la separa dal nostro punto di osservazione terrestre.

I risultati dello studio condotto da Townes e colleghi sono stati pubblicati il primo giugno 2009 su The Astrophysical Journal Letters, in un articolo intitolato A Systematic Change with Time in the Size of Betelgeuse.

Credits www.protoni.it