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Il Sole tra cinque miliardi di anni, nelle immagini di una gigante rossa nella costellazione della Gru

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Astronomers using ESO’s Very Large Telescope have directly observed granulation patterns on the surface of a star outside the Solar System — the ageing red giant π1 Gruis. This remarkable new image from the PIONIER instrument reveals the convective cells that make up the surface of this huge star. Each cell covers more than a quarter of the star’s diameter and measures about 120 million kilometres across. Credits: ESO

A circa 530 anni luce dalla Terra, nella costellazione della Gru, π1 Gruis è una gigante rossa fredda. Ha una massa pari a quella del nostro Sole, ma è 350 volte più grande e parecchie migliaia di volte più brillante. Il nostro Sole si gonfierà per diventare una gigante rossa simile a questa, tra circa cinque miliardi di anni.

Un’equipe internazionale di astronomi, con a capo Claudia Paladini (ESO) ha usato lo strumento PIONIER sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO per osservare π1 Gruis con un dettaglio mai raggiunto prima. Hanno scoperto che la superficie di questa gigante rossa ha poche celle convettive, o granuli, ciascuna di circa 120 milioni di chilometri di dimensione – circa un quarto del diametro della stella. Uno solo di questi granuli si estenderebbe dal Sole fino a oltre Venere. La superficie – nota come fotosfera – di molte stelle giganti è oscurata dalla polvere, che ostacola le osservazioni. Ma nel caso di π1 Gruis, la polvere, anche se è presente, si trova lontana dalla stella e non ha un effetto importante sulle nuove osservazioni infrarosse.

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Quando l’idrogeno che alimenta la fusione nucleare in π1 Gruis è finito, molto tempo fa, il primo stadio di produzione energetica di questa anziana stella è terminato. La stella, rimanendo senza energia, si è rimpicciolita, facendo così salire la temperatura fino a oltre 100 milioni di gradi. Le estreme temperature hanno quindi dato inizio alla fase successiva di fusione, in cui l’elio si fonde e produce atomi più pesanti come carbonio e ossigeno. Il nucleo caldissimo ha quindi iniziato a espellere gli strati esterni della stella, facendola gonfiare fino a centinaia di volte la dimensione originale. La stella che vediamo oggi è una gigante rossa variabile. Finora, la superficie di nessuna di queste stelle è stata fotografata in dettaglio.

Per confronto, la fotosfera del Sole contiene circa due milioni di celle convettive, con diametri tipici di appena 1500 chilometri. L’ampia differenza di dimensioni nelle celle di convezione di queste due stelle si può spiegare in parte con la loro diversa gravità superficiale. π1 Gruis ha una massa pari ad appena 1,5 volte la massa del Sole, ma è molto più grande: di conseguenza la gravità superficiale è molto più bassa e i granuli sono pochi e molto grandi.

Contrariamente alle stelle più massicce di otto masse solari che terminano la loro vita con esplosioni drammatiche di supernova, le stelle meno massicce come questa espellono gradualmente gli strati esterni, producendo bellissime nebulose planetarie. Studi precedenti di π1 Gruis hanno trovato gusci di materia a circa 0,9 anni luce dalla stella centrale, gusci espulsi probabilmente circa 20 000 anni fa. Questo periodo, relativamente breve rispetto alla vita della stella, dura poche decine di migliaia di anni – confrontato con l’intera durata di qualche miliardo – e queste osservazioni rivelano un nuovo metodo per sondare questa fugace fase di gigante rossa.

 

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franco.folino
Franco Folino è un medico chirurgo, specialista in cardiologia, e un giornalista. Ha iniziato a lavorare come cronista alla fine degli anni settanta, scrivendo articoli per diverse riviste italiane di sport motoristici, e in seguito anche in media televisivi privati, estendendo il suo interesse in altri campi dell’informazione. Ha pubblicato differenti articoli scientifici ed editoriali su prestigiose riviste internazionali. Ha contribuito alla nascita di Newence, diventandone il direttore responsabile dal marzo del 2017.

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