Wd1-72: Una neonata stella di WR in sistema binario circondata da materiale appena espulso. Lo studio: “EWOCS-V: Is Wd1-72 a recent post-interaction WR+O binary?” di C. Larkin (Max-Planck-Institut) pubblicato su A&A
L’evoluzione finale delle stelle massicce presenta ancora diversi punti da chiarire. Sin dal 1975 è stato proposto che le stelle di Wolf-Rayet (WR), stelle di grande massa che hanno espulso i propri strati esterni ricchi di idrogeno ed elio, caratterizzati da temperature elevatissime e venti a migliaia di km/s, siano il prodotto di perdite di massa estremamente intense. Tuttavia, solo stelle con masse superiori alle 100 masse solari sono in grado di espellere i loro strati esterni in questo modo. Per stelle meno massicce, la perdita di massa è probabilmente facilitata dall’interazione e gli scambi di materia tra stelle all’interno di sistemi binari.
Osservare questa fase evolutiva è estremamente difficile, sia per la rarità delle stelle massicce sia per la brevità di tali episodi. Tuttavia, le recenti osservazioni del superammasso stellare Westerlund 1, ottenute ai raggi X con il satellite Chandra e nell’infrarosso con il James Webb Space Telescope (JWST) nell’ambito del progetto EWOCS (Extended Westerlund 1 and 2 Open Clusters Survey), potrebbero aver catturato uno di questi rari momenti. Le immagini nel medio-infrarosso ottenute dalla camera MIRI del JWST rivelano infatti che l’intero ammasso è immerso in una complessa nebulosità che sembra originarsi da due punti distinti: il centro dell’ammasso (dominato dalla supergigante rossa Wd1-26 e dalla binaria WR Wd1-9) e un gruppo di stelle attorno alla stella di Wolf-Rayet Wd1-72. Diverse evidenze suggeriscono che queste nubi siano prodotte dalle stelle massicce stesse e non siano residui della nube primordiale da cui Westerlund 1 si è formato circa 5.5 milioni di anni fa.
Il team di ricercatori guidato dall’astrofisico C. Larkin (Max-Planck-Institut für Kernphysik) ha prodotto simulazioni idrodinamiche per spiegare la natura dei filamenti osservati in infrarosso attorno a Wd1-72. In particolare, la loro morfologia appare più allungata lontano dall’ammasso e più sferica nello spazio compreso tra la stella e il centro dell’ammasso. Le simulazioni dimostrano che l’intera nebulosità può essere spiegata da almeno due intensi eventi di perdita di massa dal sistema stellare, con la materia espulsa in seguito a un trasferimento di materia tra la WR appena formatasi e la sua compagna (una stella di classe spettrale O). Il materiale espulso si è poi allontanato interagendo con il potente vento prodotto dall’intero ammasso stellare, che ha conferito ai frammenti la geometria osservata da MIRI.
L’espulsione di massa è avvenuta solo 10000 anni fa e le nebulosità andranno via via disperdendosi fino a scomparire. Il JWST ha dunque colto Westerlund 1 e Wd1-72 nel momento ideale per osservare questo fenomeno raro, rendendo Wd1-72 la prima binaria stretta WR+O (con un periodo orbitale di soli 7.63 giorni) identificata subito dopo episodi di trasferimento ed espulsione di massa ed ancora immersa nella nube di detriti prodotta dalla perdita di massa impulsiva.
Lo studio è descritto nell’articolo: “EWOCS-V: Is Wd1-72 a recent post-interaction WR+O binary?”, quinto della serie EWOCS, recentemente pubblicato su Astronomy & Astrophysics. Tra gli autori figurano anche i ricercatori del nostro Osservatorio K. Anastasopoulou e M. G. Guarcello, quest’ultimo Principal Investigator del progetto EWOCS.
La figura (cliccare qui per visualizzare l’immagine interamente) confronta le osservazioni MIRI attorno a Wd1-72 e le simulazioni. Il pannello a sinistra mostra i dati MIRI, con la posizione di Wd1-72 indicata da un simbolo a stella arancione: è visibile il complesso sistema di frammenti allungati che “punta” verso la stella. A destra, un fotogramma della simulazione in cui la morfologia dei frammenti coincide qualitativamente con quella osservata dal telescopio.