Blue Supergiant Stars: Behemoth delle Galassie

Ci sono molti diversi tipi di stelle studiate dagli astronomi. Alcuni vivono a lungo e prosperano, mentre altri nascono sulla corsia preferenziale. Quelli vivono vite stellari relativamente brevi e muoiono di morti esplosive dopo solo poche decine di milioni di anni. Le supergiganti blu fanno parte di quel secondo gruppo. Sono sparsi nel cielo notturno. Ad esempio, la stella luminosa Rigel a Orione è una e ce ne sono raccolte nel cuore di enormi regioni di formazione stellare come l’ammasso R136 nella Grande Nube di Magellano. 

Rigel, visto in basso a destra, nella costellazione di Orion the Hunter è una stella supergigante blu.
Luke Dodd / Science Photo Library / Getty Images

Cosa rende una stella blu supergigante quello che è? 

Le supergiganti blu nascono massicce. Pensa a loro come ai gorilla da 800 libbre delle stelle. La maggior parte ha una massa almeno dieci volte quella del Sole e molti sono colossi ancora più massicci. I più massicci potrebbero fare 100 soli (o più!).

Una stella così massiccia ha bisogno di molto carburante per rimanere brillante. Per tutte le stelle, il combustibile nucleare primario è l’idrogeno. Quando esauriscono l’idrogeno, iniziano a usare l’elio nei loro nuclei, il che fa bruciare la stella in modo più caldo e luminoso. Il calore e la pressione risultanti nel nucleo fanno gonfiare la stella. A quel punto, la stella si sta avvicinando alla fine della sua vita e presto (comunque secondo le scale temporali dell’universo) sperimenterà un evento di supernova.

Uno sguardo più approfondito all’astrofisica di una supergigante blu

Questo è il riassunto esecutivo di una supergigante blu. Scavare un po ‘più a fondo nella scienza di tali oggetti rivela molti più dettagli. Per capirli, è importante conoscere la fisica di come funzionano le stelle. Questa è una scienza chiamata astrofisica. Rivela che le stelle trascorrono la maggior parte della loro vita in un periodo definito come “essere nella sequenza principale”. In questa fase, le stelle convertono l’idrogeno in elio nei loro nuclei attraverso il processo di fusione nucleare noto come catena protone-protone. Le stelle di massa elevata possono anche utilizzare il ciclo carbonio-azoto-ossigeno (CNO) per guidare le reazioni.

Una volta che il combustibile a idrogeno sarà esaurito, tuttavia, il nucleo della stella collasserà rapidamente e si riscalderà. Ciò fa sì che le distese esterne della stella si espandano verso l’esterno a causa dell’aumento del calore generato nel nucleo. Per le stelle di piccola e media massa, questo passaggio le fa evolvere in giganti rosse, mentre le stelle di massa elevata diventano supergiganti rosse.

La costellazione di Orione contiene la stella supergigante rossa Betelgeuse (la stella rossa nella parte in alto a sinistra della costellazione. Dovrebbe esplodere come una supernova, il punto finale delle stelle massicce.
Rogelio Bernal Andreo, CC By-SA.30

Nelle stelle di massa elevata, i nuclei iniziano a fondere l’elio in carbonio e ossigeno a un ritmo rapido. La superficie della stella è rossa, che secondo la legge di Wien è il risultato diretto di una bassa temperatura superficiale. Mentre il nucleo della stella è molto caldo, l’energia viene diffusa attraverso l’interno della stella e la sua superficie incredibilmente ampia. Di conseguenza, la temperatura superficiale media è di soli 3,500 – 4,500 Kelvin.

Poiché la stella fonde elementi più pesanti e più pesanti nel suo nucleo, la velocità di fusione può variare notevolmente. A questo punto, la stella può contrarsi su se stessa durante i periodi di lenta fusione, per poi diventare una supergigante blu. Non è raro che tali stelle oscillino tra gli stadi supergiganti rosso e blu prima di diventare una supernova.

Un evento di supernova di tipo II può verificarsi durante la fase di evoluzione della supergigante rossa, ma può anche accadere quando una stella si evolve per diventare una supergigante blu. Ad esempio, la Supernova 1987a nella Grande Nube di Magellano è stata la morte di una supergigante blu.

Proprietà delle Blue Supergiants

Mentre le supergiganti rosse sono le stelle più grandi, ognuna con un raggio compreso tra 200 e 800 volte il raggio del nostro Sole, le supergiganti blu sono decisamente più piccole. La maggior parte ha meno di 25 raggi solari. Tuttavia, in molti casi si è scoperto che sono tra i più massicci dell’universo. (Vale la pena sapere che essere massicci non è sempre la stessa cosa che essere grandi. Alcuni degli oggetti più massicci dell’universo, i buchi neri, sono molto, molto piccoli.) Le supergiganti blu hanno anche venti stellari molto veloci e sottili che soffiano via spazio. 

La morte di Blue Supergiants

Come accennato in precedenza, le supergiganti alla fine moriranno come supernove. Quando lo fanno, la fase finale della loro evoluzione può essere una stella di neutroni (pulsar) o un buco nero. Le esplosioni di supernova lasciano dietro di sé anche bellissime nuvole di gas e polvere, chiamate resti di supernova. La più nota è la Nebulosa del Granchio, dove una stella è esplosa migliaia di anni fa. Divenne visibile sulla Terra nell’anno 1054 e può ancora essere visto oggi attraverso un telescopio. Anche se la stella progenitrice del Granchio potrebbe non essere stata una supergigante blu, illustra il destino che attende tali stelle mentre si avvicinano alla fine della loro vita.

Immagine del telescopio spaziale Hubble della Nebulosa del Granchio.
NASA

Modificato e aggiornato da Carolyn Collins Petersen.