Questa stella estrema potrebbe avere enormi maremoti

Su una stella nella Grande Nube di Magellano, enormi onde di plasma di marea potrebbero schiantarsi ripetutamente sulla sua superficie mentre la gravità di una stella compagna più piccola trascina la stella più grande (illustrata).

Melissa Weiss/CfA

Di Liz Kruesi

21 agosto 2023 alle 9:00

Come le onde dell’oceano che si infrangono su una spiaggia sabbiosa, enormi onde di plasma possono schiantarsi sulla superficie di una stella massiccia.

La stella fa parte di una coppia, allungata e attratta dalla gravità della sua compagna. Questo tiro alla fune gravitazionale fa sì che la luminosità della stella cambi drasticamente e ritmicamente. Ora, una simulazione al computer suggerisce che questo battito cardiaco costante della luce stellare è causato da gigantesche onde di marea che ondulano e si infrangono sulla superficie della stella, riferiscono i ricercatori il 10 agosto su Nature Astronomy. L'altezza delle onde potrebbe essere fino a tre volte il diametro del sole.

"È piuttosto raro vedere momenti così drammatici ma trasformativi in ​​azione", afferma l'astrofisico Morgan MacLeod dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysicals di Cambridge, Massachusetts.

Il sistema stellare, soprannominato MACHO 80.7443.1718, si trova a circa 160.000 anni luce dalla Terra nella Grande Nube di Magellano. Ospita una stella visibile che è 35 volte la massa del sole e un'altra stella invisibile di almeno 10 masse solari. Circa una volta al mese, mentre orbitano l'una attorno all'altra, passano abbastanza vicino da far sì che le forze gravitazionali sollevino le maree sulla superficie di entrambe le stelle, sospettano gli scienziati, proprio come la Luna trascina gli oceani della Terra (SN: 5/4/11).

Sulle stelle, però, questo strattone sarebbe sostanzialmente più estremo. "Invece di essere alta pochi metri, [la marea] può essere pari al 10% del diametro della stella", ciò che è visibile, afferma l'astrofisico Jim Fuller del Caltech, che non ha preso parte allo studio. Su una stella grande quanto quella visibile – circa 24 volte più larga del Sole – ciò corrisponde a un’onda di marea alta circa 3,3 milioni di chilometri.

Il nuovo studio, afferma Fuller, “mostra quanto complicate e interessanti diventino le dinamiche quando si ha un sistema estremo come questo”.

Gli astronomi non possono vedere la forma di queste stelle attraverso un telescopio, ma possono monitorare come la luce della stella più luminosa cambia nel tempo. Mentre la luminosità delle “stelle del battito cardiaco” più conosciute cambia di circa un decimo di punto percentuale, la luminosità di questo sistema cambia del 20%.

Circa una volta al mese, due stelle distanti circa 160.000 anni luce dalla Terra passano abbastanza vicine l'una all'altra da far sì che le forze gravitazionali aumentino le maree nel plasma sulla superficie di entrambe le stelle. Una simulazione al computer (mostrata) suggerisce che il tiro alla fune gravitazionale solleva enormi maree nel plasma sulla superficie della stella più grande.

MacLeod voleva sapere come le dinamiche di questo sistema stellare portano a quei cambiamenti visibili. Così lui e l'astronomo di Harvard Avi Loeb hanno simulato il modo in cui il plasma si muove su e tra queste stelle mentre orbitano l'una attorno all'altra.

Le onde possono diventare abbastanza grandi da rompersi e schiantarsi sulla superficie della stella più luminosa, suggerisce lo studio. Quando un'onda dell'oceano è lontana dalla riva, è un'onda ondulata e ondulata. Ma man mano che si avvicina alla riva, si solleva e crolla su se stessa. "Qui sta accadendo qualcosa di parallelo", afferma MacLeod. La parte superiore dell’onda diventa più ripida, “esce fuori fase rispetto alla parte inferiore, si ripiega su se stessa e si schianta”.

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Dopo che si schianta sulla superficie stellare, dice, "i detriti che vengono espulsi vengono immessi nell'atmosfera attorno alla stella", come la spuma delle onde lasciata su una spiaggia. Quando le onde si infrangono, l’energia viene persa. Questo incidente, suggerisce lo studio, provoca il restringimento delle orbite delle stelle, il che significa che alla fine queste stelle potrebbero scontrarsi e possibilmente fondersi.

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M. MacLeod e A. Loeb. Onde che si infrangono sulla superficie della stella del battito cardiaco MACHO 80.7443.1718. Astronomia della natura. Pubblicato online il 10 agosto 2023. doi: 10.1038/s41550-023-02036-3.