Gli astronomi hanno scoperto una stella con una composizione così insolita che hanno concluso che deve essere stata arricchita da una supernova che non corrisponde alla nostra attuale comprensione delle stelle esplosive. I loro sforzi per ricostruire questo evento rivelano che probabilmente ci siamo persi qualcosa di importante riguardo al comportamento della prima generazione di stelle giganti.
Nel 1999, il Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ha rilevato una stella gigante rossa a una distanza di 13.000 anni luce che è stata etichettata come J0931+0038. La stella era insolita per il suo colore e la sua posizione nel alone galattico, ma non eccezionalmente, portando a essere ignorata per più di 20 anni prima che l’SDSS si occupasse di prendere il suo spettro l’anno scorso.
“Appena ho visto lo spettro, ho immediatamente inviato un’email al resto del team per discutere su come saperne di più”, ha dichiarato il Dr. Alex Ji dell’Università di Chicago.
Le prime stelle erano composte solo da idrogeno ed elio, ma hanno prodotto elementi più pesanti, che sono stati incorporati nelle generazioni successive. Alcuni elementi tendono ad accompagnarsi l’uno con l’altro. Ad esempio, la quantità totale di elementi più pesanti in una stella è spesso riassunta sulla base del rapporto tra ferro e idrogeno, perché il ferro fornisce un buon punto di partenza per stimare l’abbondanza di tutto il resto.
Tuttavia, a volte, le stelle non seguono le regole, e J0931+0038 è un esempio estremo. Tutti gli elementi con numeri dispari nella tavola periodica sono scarsi rispetto a quelli con numeri pari su entrambi i lati. C’è un picco di abbondanza di elementi appena sopra il ferro in peso atomico come il nichel e lo zinco, rispetto a quelli appena sotto come il titanio, e anche molti elementi pesanti come il palladio.
“A volte vediamo una di queste caratteristiche alla volta”, ha detto la professoressa Jennifer Johnson della Ohio State University, “Ma non abbiamo mai visto tutte insieme nella stessa stella”.
Nonostante la sua probabile grande età, J0931+0038 avrebbe prodotto solo elio e forse un po’ di carbonio da sola, quindi gli altri elementi sono un’eredità della supernova i cui prodotti la compongono. Per produrre una combinazione così insolita, questa deve essere stata un’esplosione straordinaria. In un cenno alla sensazione culturale popolare dell’anno scorso, il team dell’SDSS l’ha soprannominata la stella Barbenheimer. Dopotutto, il soggetto di uno di questi film si occupa di molta creazione di elementi, sebbene attraverso la fissione piuttosto che la fusione, e l’altro film è uno spettacolo piuttosto impressionante.
Ora la ricerca è volta a identificare la natura della stella Barbenheimer. Il team pensa che debba essere caduta in un intervallo di massa, con una massa 50-80 volte quella del Sole. Si pensava che stelle così massicce collassassero direttamente in buchi neri, piuttosto che subire esplosioni di supernova, ma finora nessuno è stato in grado di spiegare J0931+0038 in nessun altro modo.
“Incredibilmente, nessun modello esistente di formazione degli elementi può spiegare ciò che vediamo”, ha detto la Dr.ssa Sanjana Curtis dell’Università della California, Berkeley. “Non è solo ‘ok, puoi modificare qualcosa qui e là e funzionerà – l’intero schema degli elementi sembra quasi contraddittorio”.
Anche se i fisici teorici metteranno sicuramente grande impegno nel modellare il tipo di esplosione che potrebbe produrre questa combinazione di elementi, la chiave per risolvere il mistero è probabilmente trovare stelle simili. Idealmente, potremmo assistere a una supernova in stile Barbenheimer in azione, ma anche più stelle con composizioni simili a J0931+0038 potrebbero aiutare.
Le stelle con masse superiori a 50 volte quella del Sole esistono oggi, ma sono molto rare. Tuttavia, si pensa che fossero più comuni nell’universo primordiale quando si è formata la stella Barbenheimer, quindi dovrebbero esserci più stelle come J0931+0038 create dalle loro morti.
