Anomalia Astronomica: Decifrare il Mistero delle Stelle Blu Supergiganti

Immagine artistica di un sistema binario composto da una stella gigante rossa e un compagno più giovane che possono fondersi per produrre una supergigante blu. Credito: Casey Reed, NASA

Le supergiganti blu di tipo B sono stelle altamente luminose e massicce che sfidano le aspettative tradizionali apparendo frequentemente nonostante la loro teoricamente breve fase evolutiva. Ricerche recenti forniscono nuove intuizioni, mostrando che molte supergiganti blu probabilmente si formano dalla fusione di sistemi binari massicci. Queste fusioni spiegano la presenza delle stelle nel 'vuoto evolutivo' e le loro particolari proprietà superficiali, suggerendo una revisione importante nella comprensione del loro ciclo vitale e del loro impatto sulla formazione delle galassie.

Le supergiganti blu di tipo B sono stelle eccezionalmente luminose e calde, vantando luminosità almeno 10.000 volte quella del Sole e temperature 2-5 volte più alte. Con masse che vanno da 16 a 40 volte quella del Sole, si ritiene che queste stelle esistano durante una breve e rapida fase dell'evoluzione stellare, rendendole teoricamente rare. Allora, perché ne osserviamo così tante?

Una pista importante per la loro origine si trova nel fatto che la maggior parte delle supergiganti blu è osservata come singola, cioè non hanno un compagno gravitazionalmente legato rilevabile. Tuttavia, la maggior parte delle stelle massicce giovani viene osservata nascere in sistemi binari con compagni. Perché le supergiganti blu sono singole? La risposta: i sistemi stellari binari massicci 'si fondono' e producono supergiganti blu.

In uno studio pionieristico condotto dalla ricercatrice dell'IAC Athira Menon, un team internazionale di astrofisici computazionali e osservativi ha simulato modelli dettagliati di fusioni stellari e analizzato un campione di 59 supergiganti blu di tipo B precoce nella Grande Nube di Magellano, una galassia satellite della Via Lattea.

“Abbiamo simulato le fusioni di stelle giganti evolute con i loro compagni stellari più piccoli su un'ampia gamma di parametri, tenendo conto dell'interazione e della mescolanza delle due stelle durante la fusione. Le stelle appena nate vivono come supergiganti blu per quasi la fase più lunga della vita di una stella, quando brucia l'elio nel suo nucleo”, spiega Menon.

Secondo Artemio Herrero, ricercatore dell'IAC e coautore dell'articolo, “i risultati ottenuti spiegano perché le supergiganti blu sono trovate nel così detto 'vuo evolutivo' della fisica stellare classica, una fase della loro evoluzione in cui non ci si aspetterebbe di trovare stelle.”

Ma queste fusioni possono anche spiegare le proprietà misurate delle supergiganti blu? “Remarkably, abbiamo scoperto che le stelle nate da tali fusioni hanno maggior successo nel riprodurre la composizione superficiale, in particolare l'arricchimento di azoto ed elio, di una grande parte del campione rispetto ai modelli stellari convenzionali. Questo indica che le fusioni potrebbero essere il canale dominante per produrre supergiganti blu”, afferma Danny Lennon, ricercatore dell'IAC che ha anche partecipato allo studio.

Questo studio fa un grande balzo avanti nel risolvere un vecchio problema su come si formano le supergiganti blu e indica il ruolo importante delle fusioni stellari nella morfologia delle galassie e delle loro popolazioni stellari. La prossima parte dello studio cercherà di esplorare come queste supergiganti blu esplodono e contribuiscono al paesaggio dei buchi neri-stelle di neutroni.