giovedì 6 dicembre 2012

Astronomia 23: SHAULA (Lamda Scorpii)


Shaula (λ Sco / λ Scorpii / Lambda Scorpii) è la seconda stella per luminosità nella costellazione dello Scorpione, dopoAntares. Nonostante ciò, Bayer le ha assegnato la lettera λ, cioè l'undicesima lettera dell'alfabeto greco, forse a causa della sua posizione molto a sud. Deriva il suo nome da quello datole dagli Arabi, che la chiamavano الشولاءaš-šawlāʾ, che significa "la [coda] sollevata", riferendosi alla coda dello Scorpione, ove Shaula è posta.
Shaula
Shuala (a sinistra) e Lesath (a destra)Shuala (a sinistra) e Lesath (a destra)
ClassificazioneStella subgigante blu / Stella di sequenza principale blu /Stella pre-sequenza principale
Classe spettraleB1,5IV / B2V / ?
Distanza dal Sole326 ± 16 anni luce[1]
CostellazioneScorpione
Coordinate
(all'epoca J2000)
Ascensione retta17h 33m 36,52s
Declinazione-37° 06′ 13,76″
Dati fisici
Raggio medio6,2 / 5,4 / ? R
Massa10,4 ± 1,3[1] / 8,1 ± 1[1] / 1,8 ± 0,2[2] M
Periodo di rotazione ?
Velocità di rotazione ?
Temperatura
superficiale
25.000 / 21.000 / ? K (media)
Luminosità
9.000 / 5.000 / ? L
Età stimata10 milioni di anni
Dati osservativi
Magnitudine app.1,62
Magnitudine ass.-5
Parallasse4,64 ± 0,90 mas
Moto proprioAR: -8.90 mas/anno
Dec: -29,95 mas/anno
Velocità radiale−3 km/s
Nomenclature alternative
λ Sco35 ScorpiiHD 158926, HIP 85927, SAO208954.

Osservazione




Carta della costellazione dello Scorpione.
Shaula brilla alla magnitudine apparente di 1,62, il che ne fa la ventiquattresimastella più luminosa dell'intera volta celeste. Posta alla declinazione di 37°S, Shaula è una stella dell'emisfero australe. Nell'emisfero boreale essa non può essere osservata a nord del 53º parallelo, il che esclude buona parte del Canadae l'Europa settentrionale. Diventa circumpolare solo alle latitudini più meridionali dei 53°S, cioè solo nelle estreme regioni meridionali del Sudamerica e nel continente antartico.
Visualmente appare molto vicina (solo 36 minuti d'arco) a υ Scorpii (conosciuta anche come Lesath) con la quale forma il pungiglione dello Scorpione. Tuttavia si tratta solo di una vicinanza puramente visiva: le due stelle non sono legate fisicamente fra loro e sono in realtà molto distanti l'una dall'altra.


Caratteristiche fisiche 

Le osservazioni compiute tramite il satellite Hipparcos hanno posto Shaula a una distanza di circa 700 anni luce dalla Terra. Tuttavia il metodo della parallasse non è molto affidabile per stelle di distanza così elevata. Sulla base di osservazioni successive[1] si ritiene che Shaula disti da noi circa 326 anni luce. Benché sia certo che Shaula appartenga all'Associazione OB Scorpius-Centaurus, ossia l'associazione OB più vicina a noi, il preciso calcolo della distanza ha delle conseguenze sul sottogruppo a cui questa stella appartiene. Se davvero Shaula è più vicina a noi di quanto precedentemente calcolato, allora essa potrebbe appartenere al sottogruppo Centauro inferiore-Croce, che dista da noi circa 380 anni luce[1].
Shaula è una stella tripla[3], cioè, sebbene appaia a occhio nudo come una singola stella, è formata in realtà da tre stelle fra loro vicine e legate gravitazionalmente. La principale è una stella blu di classe spettrale B1,5IV. Essa è chiamata Shaula A. Intorno ad essa ruotano una stella di sequenza principale blu di classe B2, chiamata Shaula B, e una stella pre-sequenza principale, chiamata Shaula C. Il sistema non è stato ancora completamente compreso.

Shaula A


Shaula A ha una temperatura superficiale di circa 25.000 K, un raggio di circa 6,2 volte quello del Sole e una massa circa 10 volte maggiore di quella della nostra stella. È intrinsecamente molto luminosa: circa 9.000 volte più luminosa del Sole. Nonostante essa sia classificata come stella subgigante, sembra invece appartenere alla sequenza principale[1].
Shuala A è una variabile di tipo Beta Cephei: la sua principale variazione ha una ampiezza di 0,023 magnitudini e un periodo di 5,1 ore[4]. Sono inoltre presenti altre variazioni con periodi di 6,3, 4,5 e 2,4 ore. È improbabile che queste variazioni siano dovute alle forze mareali prodotte dalla compagna stretta Shuala a; piuttosto pare che esse siano prodotte da pulsazioni della principale stessa[4]. Questa instabilità potrebbe essere un segnale che la stella sta abbandonando la sequenza principale. Tuttavia la composizione chimica dell'atmosfera stellare farebbe pensare che Shaula A, con una età di circa 10 milioni di anni, si trovi al massimo al 60% della sua vita all'interno della sequenza principale

Shaula B


Shaula B è un po' meno massiccia di Shaula A: la sua massa si aggira intorno alle 8 M. Ha di conseguenza una temperatura superficiale inferiore (21.000 K) e un raggio più piccolo (5,4 R)[2]. Il minore raggio e la minore temperatura determinano una luminosità inferiore a quella della principale, seppur sempre molto elevata: questa componente è infatti 5.000 volte più luminosa del nostro Sole. Si è formata dalla stessa nube di gas da cui si è formata la sua compagna e quindi ha la stessa età. Ruota intorno alla principale con un periodo di 1082 giorni (2,96 anni) in un'orbita moderatamente eccentrica (e=0,24). La distanza media fra le due componenti è calcolata essere nell'ordine di 5,7 UA, cioè poco maggiore della distanza di Giove dal Sole. L'eccentricità fa sì che le due componenti si avvicinino fino a 4,4 UA al periastro e si allontanino fino a 7 UA all'afastro.
Sia Shaula A che Shaula B hanno una massa che le pone al limite oltre il quale una stella conclude la propria esistenza in una supernova. Tale limite è infatti 8-10 M. Quindi il loro destino finale è incerto: potrebbero esplodere diventando delle stelle di neutroni oppure concludere la loro esistenza in due massicce nane bianche.

Shaula a


La principale di Shaula ha un'altra compagna molto più stretta di Shaula B, chiamata Shaula a. Essa orbita intorno alla principale con un periodo di 5,95 giorni in un'orbita la cui eccentricità è comparabile a quella di Shaula B (e=0,26). Shaula a dista dalla principale mediamente 0,15 UA (circa 22,5 milioni di km), cioè circa la metà della distanza fra il Sole e Mercurio, ma l'eccentricità dell'orbita la porta al periastro alla distanza di 0,19 UA (28,5 milioni di km) e la avvicina all'afastro fino a 0,11 UA (16,5 milioni di km).
Shaula a è ritenuta la responsabile dell'emissione di raggi X proveniente da Shaula, di cui altrimenti sarebbe difficile spiegare la fonte. Infatti mentre le stelle di classe O emettono un poderoso vento stellare, le cui collisioni ad altissima velocità lo riscaldano portandolo a temperature abbastanza alte da fargli emettere dei raggi X, le stelle di tipo B1,5, come Shaula A, non arrivano a emettere venti stellari di questo genere. Pertanto la fonte dei raggi X non può essere la principale stessa.
Tuttavia questo apre il problema di spiegare la natura di Shaula a e il motivo per cui essa emette raggi X. Si è ipotizzato che Shaula a potrebbe essere una nana bianca, residuo di una componente ancora più massiccia dell'attuale principale, che si è evoluta più rapidamente. Tale nana bianca dovrebbe essersi formata da poco e avere una temperatura superficiale ancora molto elevata (almeno 64.000 K), in modo da produrre raggi X[5].
Tuttavia misure accurate delle orbite fanno presumere che la massa di Shaula a sia 1,8 ± 0,2 M, ben al di sopra del limite di Chandrasekhar (cioè 1,44 M), il che porta ad escludere che Shaula a possa essere una nana bianca[2]. Le ipotesi che a questo punto rimangono sono due: Shaula a potrebbe essere o una stella di neutroni oppure una stella pre-sequenza principale di tipo T Tauri. Tuttavia la prima ipotesi sembra improbabile visto che l'esplosione di una supernova nelle immediate vicinanze della principale avrebbe dovuto allontanarla dal sistema (se non distruggere la stella stessa). L'interpretazione più probabile è allora che Shaula a sia una T-Tauri. Poiché una stella di questo tipo di massa 1,5 Mpuò impiegare anche 10 milioni di anni per entrare nella sequenza principale, ciò pare compatibile con l'età presunta del sistema.

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