Hai mai pensato a cosa succede quando una stella gigantesca muore? Di solito, ci aspettiamo uno spettacolo pirotecnico cosmico: una supernova fragorosa che illumina la galassia. Ma cosa succederebbe se scomparisse senza fare rumore? Immagina l’incredulità degli astronomi di fronte alla sparizione di una stella massiccia, un evento che riscrive le regole della morte stellare. Questo caso, scoperto nei dati archiviati, ci offre una finestra unica su come i buchi neri possono nascere in modi sorprendenti.
Il mistero della stella M31-2014-DS1
Nel cuore della galassia di Andromeda, a 2,5 milioni di anni luce da noi, si trovava M31-2014-DS1, una supergigante stellare ben 13 volte più massiccia del nostro Sole. La sua luminosità era tale da essere una delle stelle più brillanti della sua galassia. Poi, nel 2014, qualcosa di strano iniziò a succedere. I telescopi registrarono un aumento improvviso della sua luminosità nell’infrarosso, durato circa due anni.
Il lento spegnimento
Quello che seguì fu ancora più sconcertante. Tra il 2016 e il 2022, la stella ha iniziato a oscurarsi drasticamente. Alla fine, nel 2023, è completamente scomparsa dalla vista nella luce ottica. Ma non è stata solo la luce visibile a svanire: la luminosità totale della stella, su tutto lo spettro, è diminuita di almeno dieci volte. Oggi, possiamo rilevarla solo nella luce infrarossa di media lunghezza, brillando a circa un decimo della sua precedente luminosità.
“Questa stella era una delle stelle più luminose della Galassia di Andromeda, e ora non si vedeva più,” afferma l’astronomo Kishalay De della Columbia University, che ha guidato la ricerca. “Immagina se la stella Betelgeuse scomparisse all’improvviso. Tutti impazzirebbero! La stessa cosa stava accadendo con questa stella in Andromeda.”
Quando una supernova fallisce
La scomparsa di M31-2014-DS1 non è quella di una classica morte stellare. Normalmente, quando una stella massiccia esaurisce il suo carburante nucleare, il nucleo collassa sotto la gravità. Questo può innescare una massiccia onda d’urto che espelle gli strati esterni della stella in una spettacolare esplosione di supernova, lasciando dietro di sé una stella di neutroni o un buco nero. Ma in alcuni casi, l’onda d’urto si blocca.
Invece di squarciare la stella, l’esplosione si affievolisce e il materiale ricade sul nascente buco nero. Questo processo, molto meno drammatico di una supernova, rende difficile trovare prove concrete della sua avvenuta. Come spiega De, “a differenza del ritrovamento di supernovae, che è facile perché la supernova illumina l’intera galassia per alcune settimane, trovare singole stelle che scompaiono senza produrre un’esplosione è incredibilmente difficile.”
Le prove nell’osservazione
- L’aumento in infrarosso: l’incremento di luminosità nell’infrarosso prima della scomparsa è compatibile con il materiale espulso dalla stella che si condensa in un involucro di polvere, invece di essere disperso nello spazio.
- Il calo su tutto lo spettro: il drammatico oscuramento su tutte le lunghezze d’onda suggerisce che non si tratti solo di polvere che blocca la luce. Se fosse stata solo polvere, la luminosità infrarossa non sarebbe diminuita, poiché la luce infrarossa penetra bene nelle nubi di polvere.
- La cessazione della fusione: il calo dell’energia totale emessa dalla stella conferma la fine della fusione nucleare nel suo nucleo.
L’analisi dettagliata del team suggerisce che la sequenza degli eventi sia coerente con una “supernova fallita”. La stella ha collassato formando un buco nero, senza l’esplosione finale che ci aspetteremmo.
Un nuovo modo di morire per le stelle?
La gravità, la pressione del gas e le onde d’urto all’interno di una stella morente possono interagire in modi caotici. Questo potrebbe significare che le stelle con una massa simile a M31-2014-DS1 potrebbero esplodere come supernovae o collassare silenziosamente in buchi neri, a seconda di queste interazioni complesse. “Le stelle di questa massa si presume da tempo che esplodano sempre come supernovae,” dice De. “Il fatto che non l’abbia fatto suggerisce che stelle della stessa massa potrebbero o meno esplodere con successo, possibilmente a causa di come la gravità, la pressione del gas e le potenti onde d’urto interagiscono in modo caotico tra loro all’interno della stella morente.”
L’oggetto risultante è, secondo i calcoli dei ricercatori, un buco nero di circa cinque volte la massa del Sole, con un orizzonte degli eventi di circa 30 chilometri di diametro. La cosa entusiasmante è che, avendo trovato ora due di questi eventi in pochi anni, ciò suggerisce due cose: la nostra capacità di osservare fenomeni cosmici sottili sta migliorando e queste “supernovae fallite” potrebbero essere un percorso più comune di quanto pensassimo.
E tu, ti saresti mai immaginato che una stella potesse semplicemente “sparire” invece di esplodere? Cosa ti colpisce di più di questa scoperta?
