Quando due stelle si avvicinano fino a scontrarsi e fondersi, l’evento dà origine a una nova rossa luminosa (LRN, Luminous Red Nova): un fenomeno transiente spettacolare, a metà strada tra una nova classica e una supernova.
Brilla intensamente ma per un periodo limitato, offrendo agli astronomi l’occasione rara di osservare in “diretta” una fase cruciale dell’evoluzione stellare.
A guidare lo studio di questi eventi è un gruppo di ricerca dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), che negli ultimi anni ha raccolto e analizzato numerosi casi in galassie esterne alla Via Lattea. La domanda chiave era rimasta senza risposta: che cosa resta dopo la fusione, quando la LRN si spegne? La risposta arriva da un articolo pubblicato su Astronomy & Astrophysics: una stella simile a una supergigante rossa.
Fenomeni transienti: l’Universo che cambia sotto i nostri occhi
Molti processi cosmici richiedono milioni di anni, ma alcuni – come le supernovae o le fusioni tra stelle compatte – si sviluppano su scale temporali umane. Le LRN rientrano in questa categoria di fenomeni transienti. «Queste coppie stellari stanno vivendo gli ultimi istanti prima dello scontro», spiega Andrea Reguitti, primo autore dello studio. «Il transiente evolve in pochi mesi, con tempi paragonabili a quelli di una supernova».
Dalla fusione al risultato finale
Le LRN sono transienti ottici di luminosità intermedia: si osservano nella luce visibile e derivano dalla fusione di due stelle ordinarie, con masse che possono andare da inferiori a quella del Sole fino a circa 50 volte superiori. Nel campione analizzato dal team INAF, nove eventi sono stati studiati in dettaglio; per due casi emblematici – AT 2011kp e AT 1997bs – è stato possibile ricostruire l’intera storia evolutiva, osservando i sistemi rispettivamente 12 e 27 anni dopo la fusione.
In alcuni casi, le immagini d’archivio dei principali telescopi spaziali hanno permesso di identificare anche il progenitore, cioè il sistema stellare prima dello scontro. Restava però da capire la natura dell’oggetto finale.
Il ruolo decisivo del James Webb
Per osservare ciò che rimane dopo una LRN occorre attendere anni, usare l’infrarosso e disporre di una risoluzione elevatissima. Le fusioni producono infatti grandi quantità di polvere che oscurano la luce visibile. Qui entra in gioco il James Webb Space Telescope, le cui capacità nel vicino e medio infrarosso sono state decisive. Analizzando dati pubblici del 2023 e 2024, insieme a osservazioni di Hubble Space Telescope e Spitzer Space Telescope, i ricercatori hanno individuato il prodotto finale della fusione.
Il risultato è sorprendente: una supergigante rossa, enorme e relativamente fredda. Con un raggio centinaia di volte quello del Sole, se fosse al centro del Sistema solare arriverebbe a sfiorare l’orbita di Giove. La temperatura superficiale è di 3500–4000 kelvin, ben al di sotto dei quasi 6000 K del Sole. «Non ci aspettavamo un oggetto così grande e freddo», commenta Andrea Pastorello, coautore dello studio.
Polvere cosmica e nuovi mondi
Grazie a Webb, il team ha analizzato anche la composizione chimica della polvere prodotta dalla fusione: prevalentemente carbonio (grafite e carbonio amorfo), non silicati. Ogni evento genera circa un millesimo di massa solare di polvere, pari a circa 300 masse terrestri. Sebbene meno di una supernova, la maggiore frequenza delle LRN le rende un contributo significativo alla polvere cosmica, materia prima per la nascita di nuove stelle e pianeti.
«Siamo fatti di composti del carbonio, lo stesso elemento che domina questa polvere», conclude Reguitti. «È un altro modo per dire che siamo davvero polvere di stelle».
