Il sole può essere l’oggetto più massiccio del sistema solare – contiene il 99,8% della massa dell’intero sistema – ma su scala stellare, è davvero nella media. Circa la metà di tutte le stelle conosciute sono più massicce; circa la metà hanno meno massa. All’estremità superiore della scala, la stella più massiccia conosciuta nel cielo è R136a1, una stella più di 300 volte più massiccia del nostro sole. E non è la sola a nanizzare la stella dominante della Terra.
Nata pesante
RMC 136a1, solitamente abbreviata come R136a1, si trova a circa 163.000 anni luce dalla Terra nella Nebulosa Tarantola. Questa stella massiccia si trova al di fuori della nostra galassia; fa parte della Grande Nube di Magellano, una delle galassie satellite della Via Lattea.
Gli astronomi che lavorano al Radcliffe Observatory in Sudafrica hanno identificato per la prima volta un ammasso di stelle nel 1960, chiamandolo RMC 136. Quando il telescopio spaziale Hubble ha esaminato il sistema, ha scoperto che l’ammasso era composto da più di 200 stelle estremamente luminose; la più massiccia è stata chiamata RMC 136a1.
R136a1 ha una massa stimata di 315 masse solari, dove una massa solare è uguale alla massa del sole. (La sua massa quando è stata scoperta è stata stimata a 265 masse solari, ma ulteriori osservazioni nel 2016 con il telescopio spaziale Hubble della NASA hanno raffinato le misure originali). Anche se questo la rende la stella più massiccia conosciuta, una volta era ancora più grande.
“A differenza degli esseri umani, queste stelle nascono pesanti e perdono peso con l’età”, ha detto Paul Crowther, un ricercatore dell’Università di Sheffield in Inghilterra, a Space.com nel 2010. “Avendo poco più di un milione di anni, la stella più estrema R136a1 è già ‘di mezza età’ e ha subito un intenso programma di perdita di peso.”
Anche se R136a1 è la stella più massiccia conosciuta, non è la più grande, poiché si estende solo circa 30 volte il raggio del nostro sole. La più grande stella conosciuta è UY Scuti, un’ipergigante con un raggio circa 1700 volte più grande del sole. La sua massa, tuttavia, è solo 30 volte quella della nostra stella più vicina.
Se R136a1 si scambiasse di posto con il sole, eclisserebbe la nostra stella più vicina tanto quanto il sole attualmente eclissa la luna. La sua potente radiazione avrebbe gravi conseguenze per la Terra.
“La sua massa elevata ridurrebbe la durata dell’anno terrestre a tre settimane, e bagnerebbe la Terra con una radiazione ultravioletta incredibilmente intensa, rendendo impossibile la vita sul nostro pianeta”, ha detto Raphael Hirschi, un membro del team di ricerca della Keele University in Inghilterra.
Formando la galassia
R136a1 è una stella Wolf-Rayet, una rara classe di stelle massicce con segni prominenti di elio ionizzato e carbonio o azoto. Mentre le stelle come il sole sono costituite prevalentemente da idrogeno ed elio, le stelle di Wolf-Rayet portano elevate quantità di altri elementi pesanti.
Queste stelle brillano brillantemente, con temperature superficiali che vanno da 53.000 a 340.000 gradi Fahrenheit (30.000 a 200.000 gradi Celsius). Al contrario, la superficie del sole raggiunge solo 10.000 gradi Fahrenheit (5.500 gradi Celsius).
Le stelle massicce come R136a1 possono avere effetti profondi sul loro ambiente. Si pensa che le loro alte pressioni di radiazione guidino potenti venti stellari. I venti possono distribuire circa 10 masse solari di materiale per milione di anni a velocità fino a 1.864 miglia (3.000 chilometri) al secondo.
Le stelle di Wolf-Rayet hanno una vita molto più breve dei circa 10 miliardi di anni di vita del sole, solo circa 5 milioni di anni. Gli scienziati conoscono poco più di 200 stelle Wolf-Rayet nella galassia, ma si stima che la Via Lattea ne contenga fino a 2.000, la maggior parte delle quali nascoste dalla polvere. Si pensa che circa la metà delle stelle di Wolf-Rayet abbiano dei compagni, un’altra stella massiccia, un buco nero o una stella di neutroni.
Le stelle massicce esplodono come supernovae che possono seminare le loro galassie con elementi pesanti. Mentre l’universo è iniziato con idrogeno ed elio, le stelle sono le fabbriche che trasformano questi elementi leggeri in quasi tutti gli altri elementi. Quando le stelle massicce muoiono di morte esplosiva, soffiano via quel materiale, dove viene raccolto da altre stelle e formato in pianeti.
Le stelle massicce sono anche responsabili delle stelle di neutroni. Dopo che una stella di Wolf-Rayet esplode, può lasciarsi dietro un nucleo denso di stella di neutroni. Si pensa che le collisioni tra stelle di neutroni siano una fonte di onde gravitazionali.
Altre stelle massicce
R136a1 è la stella più massiccia conosciuta nell’universo, ma non è affatto unica. Uno studio del 2018 sulla Nebulosa Tarantola, chiamata anche 30 Doradus o 30 Dor, ha rivelato che R136a1 non è sola; la nebulosa ospita diverse altre stelle con le masse più grandi ancora rilevate. Mentre erano a caccia di stelle di più di 30 masse solari, i ricercatori hanno trovato un gran numero di stelle molto più grandi.
“Una volta che ci siamo resi conto che 30 Dor ospita molte più stelle massicce di quanto si pensasse in precedenza, siamo rimasti sconcertati e abbiamo pensato di aver sbagliato qualcosa”, ha detto a Space.com Fabien Schneider, un astronomo dell’Università di Oxford in Inghilterra. Direi che questo è stato in qualche misura un ritrovamento casuale, mentre puntavamo ad altre domande”.”
Schneider e i suoi colleghi hanno usato il Very Large Telescope dell’European Southern Observatory in Cile per analizzare le masse e le età di circa 800 stelle massicce nella Nebulosa Tarantola. Hanno trovato circa il 30 per cento in più di stelle con masse più di 30 volte quelle del sole di quanto si aspettassero, e circa il 70 per cento in più del previsto sopra le 60 masse solari.
“In passato, è stato suggerito che le stelle sopra le 150 masse solari non possono formarsi”, ha detto Schneider. Ma alla luce del nuovo studio, “sembra probabile che le stelle fino a 200-300 masse solari possano effettivamente formarsi.”
Alcune delle altre stelle più massicce includono:
- R136c: 230 masse solari
- BAT99-98: 226 masse solari
- R136a2: 195 masse solari
- Melnick 42: 189 masse solari
- R136a3: 180 masse solari
- Melnick 34: 179 masse solari
Tutte queste stelle si trovano nella Nebulosa Tarantola nella Grande Nube di Magellano.
R136a1 continua a detenere il record dalla sua scoperta, e potrebbe rimanere in vetta per qualche tempo.
“A causa della rarità di questi mostri, penso che sia improbabile che questo nuovo record venga battuto presto”, ha detto Crowther.
La stella più massiccia nella Via Lattea
La maggior parte delle stelle più massicce conosciute fino ad oggi si trovano nella Grande Nube di Magellano, una galassia satellite della Via Lattea. Tuttavia, la Via Lattea ha i suoi contendenti. La stella HD 15558-A pesa 152 masse solari. È una stella gigante di tipo O con una stella compagna più piccola di tipo O. La sua grande massa rispetto agli altri parametri stellari ha portato alcuni ricercatori ad ipotizzare che possa essere in realtà una stella doppia, rendendo l’intera collezione un sistema stellare triplo.
L’enorme stella orbita intorno alla galassia nel suo braccio di Perseo nell’ammasso aperto IC 1805, che si trova nella costellazione di Cassiopea.
Se è così, il prossimo concorrente più grande della Via Lattea è NGC 3603-B, noto anche come HD 97950B. Come R136a1, NGC 3603-B è una stella Wolf-Rayet. Fa parte della regione di formazione stellare NGC 3603, che orbita nel braccio a spirale Carina della Via Lattea.
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