La chimica delle stelle massicce potrebbe essere più complessa di quanto ritenuto finora. Un gruppo internazionale di ricercatori ha infatti individuato, per la prima volta, monossido di zolfo e biossido di zolfo nell’ambiente circumstellare della supergigante HD 87643, una stella estremamente calda appartenente alla rara classe delle supergiganti B[e]. La scoperta, ottenuta grazie alle osservazioni del radiotelescopio ALMA, mette in discussione i modelli chimici utilizzati per descrivere questi sistemi e apre nuove prospettive sul ruolo delle stelle massicce nell’evoluzione chimica dell’Universo.
Lo studio, guidato da Cristóbal Bordiu dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), in collaborazione con ISDEFE, il Centro de Astrobiología (INTA-CSIC) e il Joint ALMA Observatory, è stato accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters.
La chimica delle stelle massicce si rivela più ricca del previsto
Le stelle di tipo B[e] rappresentano uno degli ambienti più estremi conosciuti. La loro intensa radiazione ultravioletta tende infatti a distruggere le molecole, rendendo improbabile la presenza di specie chimiche complesse nelle regioni circostanti.
Le osservazioni effettuate con ALMA hanno invece evidenziato la presenza di monossido di zolfo (SO) e biossido di zolfo (SO₂) attorno a HD 87643, fornendo la prima evidenza di molecole contenenti zolfo osservate in una stella massiccia evoluta di questo tipo.
Il risultato suggerisce che la chimica delle stelle massicce possa svilupparsi anche in condizioni considerate ostili, imponendo una revisione dei modelli utilizzati per descrivere i processi chimici negli ambienti circumstellari ad alta energia.
Come spiega Cristóbal Bordiu, primo autore dello studio: «HD 87643 è un sistema particolarmente interessante perché combina una struttura binaria complessa con condizioni fisiche estreme». La stella principale è circondata da un disco di materiale, mentre l’intero sistema è immerso in una nube di gas e polveri nella quale si ritiene abbiano origine le molecole osservate. Ulteriori osservazioni saranno necessarie per determinarne con precisione l’origine e comprendere il ruolo della seconda componente del sistema binario nei processi di formazione chimica.
Nuovi vincoli ai modelli che descrivono l’evoluzione chimica delle stelle
Le analisi indicano che il gas molecolare osservato possiede un’età caratteristica di circa 10.000 anni, un intervallo estremamente breve su scala astrofisica. Questo suggerisce un ambiente giovane e dinamico, probabilmente alimentato da ripetuti episodi di perdita di massa del sistema binario.
Per interpretare i dati, i ricercatori hanno combinato osservazioni di ALMA, modellazione del trasferimento radiativo, ricostruzioni della distribuzione spettrale dell’energia e simulazioni chimiche. I risultati mostrano che i modelli chimici standard non riescono a spiegare completamente le abbondanze osservate delle molecole di zolfo.
Secondo il team, questo potrebbe indicare la presenza di processi chimici fuori equilibrio, influenzati dalla forte radiazione ultravioletta emessa dalla stella. La scoperta suggerisce inoltre che la formazione e la sopravvivenza delle molecole in questi ambienti siano governate da meccanismi ancora non pienamente compresi.
Le stelle massicce hanno svolto un ruolo fondamentale nell’arricchimento chimico dell’Universo. Comprendere come si formano e si trasformano le molecole contenenti zolfo nelle loro regioni circumstellari permette di ricostruire con maggiore precisione l’evoluzione chimica del cosmo e di affinare i modelli che descrivono le ultime fasi evolutive di questi oggetti.
La ricerca si inserisce in un programma più ampio dedicato allo studio della chimica delle stelle massicce ed evolute, che comprende anche le variabili luminose blu e le stelle di Wolf-Rayet, con l’obiettivo di comprendere come cambino i processi chimici nelle diverse fasi dell’evoluzione stellare.
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
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