A migliaia di anni luce dalla Terra, si stanno svolgendo le drammatiche fasi finali della vita di una stella gigante. Fa parte di un sistema stellare chiamato Wolf-Rayet 104 (WR 104), noto anche come la Nebulosa Girandola. Gli astronomi hanno confermato che la forma della nebulosa è il risultato dell’interazione con una stella gemella – un compagno binario in orbita con la stella morente, che aiuta a scolpire il materiale espulso in una splendida spirale nello spazio. La scoperta e la nuova posizione identificata del compagno binario significano che non dobbiamo più preoccuparci dell’imminente supernova della stella Girandola. Ora sappiamo che è orientata in modo tale che il suo lampo di raggi gamma non colpirà la Terra con una raffica di radiazioni mortali – una possibilità che ha portato alcuni a soprannominare la stella di WR 104 la “stella della morte”.
“La nostra vista della spirale di polvere della girandola dalla Terra sembra assolutamente frontale (ruotando nel piano del cielo), e sembrava un’ipotesi abbastanza sicura che le due stelle stessero orbitando allo stesso modo,” dice l’astronomo Grant Hill dell’Osservatorio Keck negli Stati Uniti. “Quando ho iniziato questo progetto, pensavo che il focus principale sarebbero stati i venti collidenti e che un’orbita frontale fosse scontata. Invece, ho trovato qualcosa di molto inaspettato. L’orbita è inclinata di almeno 30 o 40 gradi fuori dal piano del cielo.”
Le stelle Wolf-Rayet sono stelle molto massicce, molto calde e molto luminose alla fine della loro vita nella sequenza principale. Poiché sono così massicce – la “stella della morte” ha circa 13 masse solari – quella vita è molto breve; WR 104 ha solo circa 7 milioni di anni. La fase Wolf-Rayet della vita di una stella così massiccia comporta la perdita di massa a un ritmo molto elevato, trasportata dai venti stellari selvaggi, guidati dalla pressione di radiazione in stelle molto calde e luminose. Questo può risultare in alcune delle scene di morte più belle del cosmo. La polvere che soffia via dalle stelle Wolf-Rayet con un compagno binario può essere scolpita in forme spettacolari dall’interazione orbitale, come vediamo con WR 140 e Apep. WR 140, una delle stelle Wolf-Rayet più belle.
WR 104 è notevole non solo per la rarità delle stelle Wolf-Rayet nella galassia, ma anche per la forma a spirale che la sua polvere in fuga forma mentre si disperde nello spazio. Questo è il risultato dell’interazione gravitazionale con il compagno binario, anch’esso una stella OB molto calda, massiccia e luminosa in orbita con WR 104. Hill e i suoi colleghi hanno utilizzato osservazioni del Keck risalenti al 2001 per determinare la natura dell’interazione. La loro analisi ha mostrato che le due stelle binarie condividono un’orbita circolare con un periodo di circa 241,54 giorni, separate da una distanza circa doppia rispetto a quella tra la Terra e il Sole.
Poiché anche la stella compagna OB è massiccia – circa 30 volte la massa del Sole – anch’essa ha un potente vento guidato dalla pressione di radiazione. Mentre le due stelle orbitano, i loro venti collidono, risultando nella produzione di polvere che viene riscaldata dalla luce ultravioletta. Quel calore viene rilasciato come emissione termica, rilevata da potenti telescopi a infrarossi come quelli ospitati all’Osservatorio Keck. Ma la sorpresa più grande è stata l’orientamento del sistema. I modelli precedenti di WR 104 lo avevano orientato in modo che i poli di entrambe le stelle puntassero direttamente verso la Terra. Questa è una posizione pericolosa per noi, perché quando una stella Wolf-Rayet esplode in una supernova, dovrebbe rilasciare un lampo di raggi gamma dai suoi poli.
Se il polo è puntato verso la Terra, il lampo di raggi gamma erutterebbe direttamente su di noi, esaurendo il nostro strato di ozono e lasciandoci vulnerabili a un evento di estinzione. Non è chiaro esattamente quanto sia lontano WR 104, poiché la sua natura rende difficile misurare la sua distanza. Le stime lo collocano tra circa 2.000 e 11.000 anni luce, l’estremità inferiore delle quali è abbastanza vicina da rappresentare un pericolo. Bene, si scopre che non dobbiamo preoccuparci. Hill e i suoi colleghi sono stati in grado di determinare che il piano orbitale del sistema è inclinato rispetto alla Terra, quindi eventuali lampi di raggi gamma si dirigerebbero innocuamente in un’altra direzione.
Un’osservazione a infrarossi di WR 104 ottenuta dall’Osservatorio Keck nel 1999. Naturalmente, non è previsto che accada per altri centinaia di migliaia di anni, ma se dobbiamo essere preparati per un evento del genere, è meglio avere tutte le carte in regola prima piuttosto che dopo. Tuttavia, la scoperta rappresenta un nuovo mistero. Sebbene i poli delle stelle non siano puntati verso la Terra, la spirale sembra essere direttamente nel piano verso di noi, suggerendo che la polvere e il piano orbitale siano disallineati. Semplicemente non sappiamo come ciò possa accadere.
“Questo è un ottimo esempio di come con l’astronomia spesso iniziamo uno studio e l’Universo ci sorprende con misteri che non ci aspettavamo,” dice Hill. “Possiamo rispondere ad alcune domande ma crearne altre. Alla fine, a volte è così che impariamo di più sulla fisica e sull’Universo in cui viviamo. In questo caso, WR 104 non ha ancora finito di sorprenderci!” I risultati sono stati pubblicati nei Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.