La NASA Chandra riavvolge la storia della grande eruzione degli anni '40 del 1800.

26 settembre 2023

Questo articolo è stato revisionato secondo il processo editoriale e le politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo la credibilità del contenuto:

• fact-checking
• pubblicazione peer-reviewed
• fonte affidabile

corretta da NASA

Utilizzando gli istantanee scattate negli ultimi 20 anni dall'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, gli astronomi hanno appreso importanti nuovi dettagli su un'eruzione di Eta Carinae osservata sulla Terra nel mezzo del XIX secolo.

Dati di Chandra che coprono decenni sono stati combinati in un nuovo filmato che contiene fotogrammi di Eta Carinae del 1999, 2003, 2009, 2014 e 2020. Gli astronomi hanno utilizzato le osservazioni di Chandra, insieme ai dati dell'XMM-Newton dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA), per osservare come l'eruzione stellare di 180 anni fa continua ad espandersi nello spazio a velocità fino a 4,5 milioni di miglia all'ora. Le nuove intuizioni ottenute da Eta Carinae mostrano come i diversi osservatori spaziali possano lavorare insieme per aiutarci a comprendere i cambiamenti nell'universo che si verificano su scala temporale umana.

Un articolo che descrive questi risultati è pubblicato su The Astrophysical Journal.

Eta Carinae è un sistema che contiene due stelle massicce (una è circa 90 volte la massa del Sole e l'altra si ritiene sia circa 30 volte la massa del Sole). Nel mezzo del XIX secolo, Eta Carinae è stato osservato subire una enorme esplosione che gli astronomi hanno chiamato "Grande Eruzione". Durante questo evento, Eta Carinae ha espulso tra 10 e 45 volte la massa del Sole. Questo materiale è diventato una coppia densa di nuvole sferiche di gas, ora chiamate Nebulosa del Homunculus, sui lati opposti delle due stelle.

Un anello luminoso di raggi X attorno alla Nebulosa del Homunculus è stato scoperto circa 50 anni fa ed è stato studiato in precedenti lavori di Chandra. Il nuovo filmato di Chandra, insieme a un'immagine approfondita generata unendo i dati, rivela importanti indizi sulla travagliata storia di Eta Carinae, tra cui l'espansione rapida dell'anello e un guscio di raggi X debole e precedentemente sconosciuto all'esterno.

"Abbiamo interpretato questo debole guscio di raggi X come l'onda d'urto dalla Grande Eruzione negli anni '40 del 1800," ha detto Michael Corcoran presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, che ha guidato lo studio. "Racconta una parte importante della storia di Eta Carinae che altrimenti non avremmo conosciuto."

Perché il guscio esterno di raggi X appena scoperto ha una forma e un'orientazione simili alla Nebulosa del Homunculus, Corcoran e i suoi colleghi ritengono che entrambe le strutture abbiano un'origine comune.

L'idea è che il materiale sia stato espulso da Eta Carinae molto prima della Grande Eruzione del 1843, tra il 1200 e il 1800, basato sul movimento di grumi di gas precedentemente osservati dai dati del Telescopio Spaziale Hubble della NASA. Successivamente, l'onda d'urto veloce della Grande Eruzione ha attraversato lo spazio, collidendo con e riscaldando i grumi a milioni di gradi per creare l'anello luminoso di raggi X. L'onda d'urto ha ora superato l'anello luminoso.

"La forma di questo debole guscio di raggi X è una svolta nella mia testa", ha detto il coautore Kenji Hamaguchi, ricercatore presso l'Università del Maryland, in County Baltimore, e NASA Goddard. "Ci mostra che il debole guscio, l'Homunculus e l'anello interno luminoso probabilmente derivano tutti da eruzioni del sistema stellare."

Con XMM-Newton, i ricercatori hanno osservato che la luminosità dei raggi X di Eta Carinae è diminuita nel tempo, concordando con osservazioni precedenti del sistema ottenute con il telescopio Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) della NASA sulla Stazione Spaziale Internazionale. Gli autori hanno applicato un modello semplice per stimare quanto fosse luminosa Eta Carinae nei raggi X al momento della Grande Eruzione e hanno combinato questo con la velocità del materiale - determinata dal filmato - per stimare quanto velocemente il gas ad alta velocità è stato espulso.

I ricercatori hanno combinato queste informazioni con una stima di quanto gas è stato espulso per determinare che la Grande Eruzione probabilmente è stata composta da due esplosioni. C'è stata una prima, rapida espulsione di una piccola quantità di gas veloce e a bassa densità che ha prodotto l'onda d'urto dei raggi X. Ciò è stato seguito dalla lenta espulsione di gas denso che alla fine ha formato la Nebulosa del Homunculus.

Un team guidato da Nathan Smith dell'Università dell'Arizona, uno dei coautori del nuovo studio sui raggi X, ha suggerito in precedenza che la Grande Eruzione sia stata causata dalla fusione di due stelle, in quello che era originariamente un sistema triplo. Questo spiegherebbe anche la struttura a forma di anello vista nei raggi X perché causerebbe la fuoriuscita di materiale in un piano piano.

'The story of Eta Carinae just keeps getting more interesting,' said Smith. 'All evidence is suggesting that Eta Carinae survived a very powerful explosion that would normally obliterate a star. I can't wait for the next episode of data to find out what other surprises Eta Carinae has in store for us.'

Journal information: Astrophysical Journal

Provided by NASA