Betelgeuse è una stella binaria?

Pronunciatela come volete (Betel-gurz o Beetle-juice) ma Betelgeuse è da anni tra le stelle preferite dagli astronomi, amatoriali e non, sia per la sua facilità di osservazione che per il destino inesorabile che è dietro l'angolo.

Betelgeuse (arancione) è la stella più luminosa della costellazione di Orione.
Si nota anche Rigel in azzurro
(image: sciencenews.org)

Tra le stelle più luminose facilmente visibili dalla Terra c'è la gigante rossa Betelgeuse, 1000 volte più grande del Sole e con una luminosità media 100 mila volte superiore. Pur essendo nota da sempre e studiata in dettaglio da più di un secolo, era caduta un po' nel dimenticatoio fino al 2019 quando l'inaspettato calo della luminosità (noto come “Great Dimming”) fece pensare all'imminenza della sua fine sotto forma di supernova (evento atteso entro i prossimi millenni, un battito di ciglia sui tempi cosmici). 

Vedi sul tema i precedenti articoli "nuove variazioni nella luminosità di Betelgeuse", "distanza di sicurezza da una supernova" e "non c'è solo Betelgeuse".

"L'allarme" rientrò dopo un anno quando si comprese che l’ampia oscillazione di luminosità rilevata era dovuta alla presenza di una nube di polvere. La rinnovata attenzione non è stata però vana avendo portato alla misura della rotazione e della pulsazione (l'espansione e la contrazione periodiche degli strati esterni della stella) dell'astro.

Le stelle più luminose nel cielo notturno. Rigel e Betelgeuse appartengono alla Costellazione di Orione (ricordo che le costellazioni non definiscono aree nello spazio ma la posizione vista dalla Terra, tanto è vero che le stelle appartenenti ad una stessa costellazione spesso si trovano a centinaia di anni luce di distanza tra loro).

Betelgeuse è una stella variabile semi-regolare la cui magnitudine apparente varia da 0,2 a 1,2. La curva di luce emessa evidenzia un lungo periodo secondario (LSP) di circa 2100 giorni, cosa non insolita per le stelle nel ramo delle giganti rosse del diagramma di Hertzsprung-Russell (con valori che vanno da centinaia a migliaia di giorni) ma la cui origine è sconosciuta sebbene si creda che sia un ciclo secondario a uno più breve. La durata dell'LSP è nell'ordine di una decina di volte più lenta della pulsazione radiale di questo tipo di stelle.

Dall'analisi della variabilità di Betelgeuse arrivano ora due lavori le cui conclusioni riportano in auge una vecchia teoria** di Betelgeuse come stella doppia la cui compagna, delle dimensioni del Sole ha (avrebbe) un periodo orbitale di 2100 giorni.

Nota. Nel 2020 avevo dedicato un articolo al possibile rapporto tra velocità di rotazione della stella e l'essere un tempo stata parte di un sistema binario.

Il primo** a proporre che Betelgeuse fosse un sistema binario fu l'astronomo inglese Henry Cozier Plummer nel 1908, che spiegò il ciclo luminoso con l’azione gravitazionale di una stella compagna che tira avanti e indietro Betelgeuse.

Nelle decadi successive gli astronomi accumularono dati molto più “strani” sulla stella, tra cui una sorta di “ebollizione” della sua atmosfera esterna che produce pulsazioni con cicli di 400 giorni e sottocicli di 200 giorni, che culminano in enormi getti di materia espulsi nello spazio. Con tutte queste complicazioni, l'idea della stella compagna passò di moda sostituita da nuovi modelli meglio capaci di spiegarne la fenomenologia. Furono gli “sbiadimenti” luminosi del 2019 a riportare l’attenzione sulla stella morente. 

Simulazione della superficie in ebollizione di Betelgeuse
(image: universetoday.com)

 

Entrambi i lavori sono stati caricati su arXiv.org (quindi non ancora sottoposti a peer review) tra agosto e settembre. Il lavoro di MacLeod et al. ha preso in esame le misurazioni della stella a partire dal 1896 mentre quello di Goldberg et al, ha utilizzato gli ultimi 20 anni di misurazioni ad altissima precisione del movimento di Betelgeuse.

Nell lavoro di MacLeod si ipotizza che che se il ciclo di sei anni è causato da una stella compagna, avrebbe dovuto ripetersi stabilmente per secoli. Dall'analisi dei registri contenenti 128 anni di osservazioni si è avuta la conferma il ciclo di luminosità è reale. I calcoli fatti portano ad ipotizzare che la stella compagna avrebbe una massa di circa 0,6 volte quella del sole e orbita ogni 2110 giorni a una distanza di poco più del doppio del raggio di Betelgeuse. 

L'analisi di Goldberg prefigura due scenari.

• Nel primo caso la variabilità è dovuta a pulsazioni degli strati più esterni della stella, cosa che indicherebbe che non solo è più grande del previsto ma che si trova già molto avanti nel suo percorso evolutivo cosa che avvicinerebbe il momento della sua esplosione a supernova entro un centinaio di anni.
• L’altra ipotesi, più accreditata dal team, è che la variabilità a lungo termine mostrata da Betelgeuse sia dovuta alla presenza di una stella compagna di piccola massa, chiamata α Ori B (dove Ori è il nome alternativo di Betelgeuse cioè α Orionis) che altera la polvere che circonda il sistema, cosa che spiegherebbe la riduzione di luminosità apparente. La compagna avrebbe massa 1,17 volte il Sole, periodo orbitale di 2170 giorni e distanza da Betelgeuse di circa 2,43 volte il raggio di Betelgeuse. In questo caso il tic-toc che ci separa dalla supernova sarebbe posticipato (fino a un centinaio di migliaia di anni) con buona pace di tutti noi che aneleremmo vedere questo evento in diretta.

Testare se queste ipotesi sono corrette sarà molto difficile se non impossibile data la differenza di dimensioni e vicinanza del (ipotetico) sistema binario.

Anche se α Ori B fosse reale la sua aspettativa di vita è grama. L'orbita della stella si va restringendo mentre Betelgeuse ruba il suo momento angolare. Tra circa 10 mila anni, Betelgeuse lo inghiottirà completamente, sempre che non esploda prima.

Fonte

- A Buddy for Betelgeuse: Binarity as the Origin of the Long Secondary Period in α Orionis

Jared A. Goldberg et al, (2024)

- Radial Velocity and Astrometric Evidence for a Close Companion to Betelgeuse

Morgan MacLeod et al, (2024)

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Non avrete bisogno di un telescopio per vedere la supernova di Betelgeuse né riuscirete a vedere se è un sistema binario, ma un telescopio dobsoniano è tutto quello che serve per fare astrofotografia dalla Terra.

Telescopio riflettore newtoniano 130EQ