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I misteriosi cambiamenti delle variabili blu luminose: perché la loro luminosità e il loro spettro sono così instabili
Le variabili blu luminose (LBV) sono una rara e massiccia classe di stelle evolute che presentano cambiamenti imprevedibili e spesso drammatici nei loro spettri e nella loro luminosità. Queste stelle sono note come variabili S Doradus; S Doradus è una delle stelle più luminose della Grande Nube di Magellano. Le misteriose proprietà degli LBV hanno spinto gli astronomi a condurre studi approfonditi su questi peculiari gruppi di stelle per comprenderne meglio il comportamento e i meccanismi fisici alla base.
Scopri la storia
La storia delle LBV risale al XVII secolo, quando P Cygni e η Carinae erano considerate variabili anomale. Ma la vera natura di queste stelle non fu pienamente compresa fino alla fine del XX secolo. Nel 1922, John Charles Duncan pubblicò per la prima volta i dati su tre stelle variabili scoperte in una galassia aliena; Edwin Hubble approfondirono questi studi nel 1926.
Nel corso dei decenni successivi, la natura delle LBV divenne sempre più chiara e nel 1984 furono formalmente classificate come "Variabili blu luminose", segnando un importante progresso nella loro comprensione.
Proprietà fisiche
Le LBV sono supergiganti (o ultra-supergiganti) massicce e instabili che presentano un'ampia gamma di variazioni spettrali e di luminosità. Sono generalmente localizzate nella zona di instabilità S Doradus del diagramma Hertzsprung-Russell. Le stelle in questa regione hanno luminosità e temperatura estremamente elevate. La stella più debole ha circa 250.000 volte la luminosità della stella. La luminosità del nostro sole è circa una milioni di volte maggiore di quella delle stelle più luminose.
A causa di queste instabilità, gli LBV presentano cambiamenti estremamente drastici nel loro stato "quieto" attraverso forti perdite di massa.
Processo di evoluzione
A causa della loro elevata massa e luminosità, gli LBV hanno una durata di vita estremamente breve, pari a pochi milioni di anni, e durate ancora più brevi durante la fase LBV. Queste stelle evolvono rapidamente e studi hanno dimostrato che alcune stelle con spettri Wolf-Rayet sono associate a esplosioni LBV. Studi teorici recenti supportano la tesi secondo cui le LBV rappresentano lo stadio evolutivo finale prima dell'esplosione di alcune stelle massicce, in particolare quelle che inizialmente hanno masse comprese tra 20 e 25 volte quella del Sole.
Esplosione simile a una supernova
Le stelle LBV spesso subiscono "giganti esplosioni" accompagnate da una perdita di massa e da un forte aumento della luminosità. η Carinae è un esempio rappresentativo di tale esplosione e anche P Cygni ha manifestato un'esplosione simile 300-400 anni fa. Inizialmente queste esplosioni furono classificate come supernovae, ma in seguito furono riesaminate per le loro caratteristiche insolite.
Diversi studi hanno dimostrato che le epidemie di LBV possono avere cause diverse, rendendone più complicato il comportamento.
Diversità dei LBV
L'identificazione delle LBV richiede la conferma delle variazioni spettrali e di luminosità caratteristiche, ma queste stelle possono spesso rimanere "silenziose" per decenni o addirittura secoli, il che le rende difficili da distinguere da molte altre stelle calde e luminose. Osservazioni e studi hanno permesso agli scienziati di identificare molti LBV, come η Carinae e P Cygni.
La diversità e l'unicità degli LBV li rendono un argomento di grande attualità in astronomia e ispirano ulteriori ricerche.
Ci sono ancora molti misteri irrisolti sui meccanismi fisici alla base degli spettri instabili e della luminosità variabile delle LBV, il che ci porta a chiederci: quali leggi cosmiche e storie evolutive si nascondono dietro questi insoliti comportamenti delle galassie?
