Una stella morente ripresa da Hubble

CW Leonis offre uno spaccato sul futuro del Sole

CW Leonis ripresa da HST (ESA/Hubble, NASA, Toshiya Ueta, Hyosun Kim)

CW Leonis è una stella variabile di tipo Mira nella costellazione del Leone. Intorno al suo massimo luminoso è di decima magnitudine, ma scende sino alla quindicesima con un periodo medio di 650 giorni. Nonostante la forte escursione, è comunque una bella stella da seguire fotograficamente con teleobiettivi o piccoli rifrattori.

Il principale motivo d’interesse non è tuttavia nella sua variabilità, ma l’appartenenza alla più rara classe delle stelle al carbonio.

CW Leonis (anche riportata come IRC +10216) fu individuata nel 1969 attraverso osservazioni in infrarosso. Esibendo la maggiore magnitudine per un oggetto esterno al Sistema solare, la vedremmo come l’oggetto più brillante del cielo profondo se avessimo la vista sensibile a tali lunghezze d’onda.

In questo confronto è evidente l’abissale differenza di brillanza tra Visibile e Infrarosso della stella CW Leonis. Per entrambi i pannelli, il campo di vista è pari a ben 90 primi d’arco, cioè circa tre volte il diametro della Luna. Questa stella è l’oggetto infrarosso più luminoso del cielo fuori dal Sistema Solare. (DESI, NeoWISE, Giuseppe Donatiello)

Il motivo di tale brillanza infrarossa risiede nella densa coltre di nubi opache che la avvolgono e che lentamente si muovono intorno. Di tali nubi, gli strumenti rilevano l’emissione infrarossa mentre la luce visibile della stella filtra irregolarmente tra le nebbie polverose, un po’ come farebbe il Sole durante una giornata molto nuvolosa.

In altri termini, CW Leonis è una stella morente che da gigante rossa si sta spogliando degli strati superiori per mettere a nudo il suo caldo nucleo, ora quasi inerte. L’oggetto è destinato a trasformarsi in una luminosa nebulosa planetaria con una nana bianca al suo centro.

Alla distanza di 400 anni luce dalla Terra, CW Leonis è la stella di carbonio più vicina. Tale vicinanza consente dettagliate visioni dell’ambiente intorno alla stella ed è quello che ha fatto il Telescopio Spaziale Hubble, riprendendo la stella a più riprese nel corso di 15 anni, tanto da riuscire a ricavarne un video time-lapse che mostra le fluttuazioni luminose modulate dalle nubi opache.

Il video time-lapse che mostra i riverberi luminosi esibiti da CW Leonis negli ultimi vent’anni (ESA/NASA).

La spettacolare immagine richiama certe rappresentazioni di spaventosi spettri maligni nel genere fantasy ed è stata selezionata dalla Nasa, come consuetudine da qualche anno, per celebrare l’Halloween di quest’anno.

A prescindere dalla sentita ricorrenza statunitense, le immagini prese da Hubble ci permettono di dare uno sguardo a quello che sarà il futuro del nostro Sole tra circa 5 miliardi di anni. CW Leonis è infatti una stella di classe solare che inizialmente era di 3,5 masse solari, mentre adesso è stimata essere intorno a 0,7-0,9 volte la nostra stella, mostrandosi come un oggetto rossastro con temperatura superficiale di 2300° C. Questo significa che durante la fase di gigante rossa, la stella ha perso circa 3 masse solari, disperdendole intorno sottoforma di nubi polverose opache ricche di carbonio.

L’abbondanza di carbonio è una conseguenza diretta dalla sua evoluzione. Durante la lunga fase in Sequenza Principale, la stella conserva l’equilibrio tra pressione interna e gravità e tale meccanismo mantiene stabile la fusione dell’idrogeno nel nucleo. Quando l’idrogeno finisce, la stella tende a collassare e durante la contrazione si riscalda abbastanza da permettere la fusione dell’idrogeno nello strato immediatamente superiore al nucleo. Il processo genera abbastanza calore da far espandere gli strati esterni che nello stesso tempo si raffreddano: nasce una gigante rossa.

Il carbonio è un prodotto di scarto ottenuto dai processi di fusione nel nucleo ed emerge verso l’esterno mediante i moti convettivi negli strati esterni della stella. Nella fase di gigante rossa, la bassa gravità all’altezza della superficie, favorisce la fuga di materiale nello spazio in modo abbastanza costante. Tale processo forma gusci concentrici e strutture filiformi modellate dal campo magnetico stellare. La luce stellare filtra attraverso le lacune di polveri, formando raggi luminosi, esattamente come quando vediamo filtrare la luce solare da una finestra in una stanza polverosa. In realtà, alcuni fenomeni luminosi che si osservano nelle immagini non hanno ancora una spiegazione precisa.

L’espulsione delle nubi per CW Leonis è iniziata circa 70mila anni fa e corrisponde ad almeno 1,4 masse solari di materiale ricco di carbonio che andrà a diffondere nello spazio esterno un elemento chimico essenziale per i processi biologici.

Su questo fronte, CW Leonis ci offre pure un’istantanea di quello che c’è stato prima della formazione del Sole, nato in una nebulosa arricchita di carbonio proveniente da stelle come questa.

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Informazioni su Giuseppe Donatiello 298 Articoli
Nato nel 1967, astrofilo da sempre. Interessato a tutti gli aspetti dell'astronomia, ha maturato una predilezione per il deep-sky, in particolare verso i temi riguardanti il Gruppo Locale e l'Universo Locale. Partecipa a programmi Pro-Am nello studio dei flussi stellari in galassie simili alla Via Lattea mediante tecniche di deep-imaging. Ha scoperto sei galassie nane vicine: Donatiello I (2016), Donatiello II, III e IV nel sistema di NGC 253 (2020), Pisces VII (2020) e Pegasus V (2021) nel sistema di M31. Astrofotografo e autore di centinaia di articoli, alcuni con revisione paritaria.