Nuova stella PAGB calda scoperta nel cluster globulare E3

In uno studio recente, i ricercatori hanno trovato una nuova stella calda conosciuta come stella post-asintotica della branca gigante (PAGB) in un gruppo particolare di stelle chiamato il globulare galattico E3. Questa scoperta è importante perché aggiunge al ridotto numero di stelle PAGB calde conosciute in cluster simili. E3 è uno dei cluster più deboli nella nostra galassia e questa scoperta fa luce sui tipi di stelle che si possono trovare in queste collezioni di stelle più vecchie.

#Che cos'è una stella PAGB?

Le stelle PAGB sono molto brillanti e si trovano nei Cluster Globulari. Evolvono da stelle più vecchie conosciute come stelle della branca gigante asintotica (AGB). Dopo aver raggiunto la fine del loro ciclo vitale, queste stelle passano a una nuova fase in cui diventano più calde e cambiano la loro luminosità in un modo specifico su un diagramma noto come diagramma Hertzsprung-Russell.

I cluster globulari sono collezioni antiche di stelle tenute insieme dalla gravità. Di solito ci sono solo una o due stelle PAGB all'interno di ogni cluster perché la loro vita è molto più breve rispetto all'età dei cluster. In totale, solo un pugno di queste stelle è stato osservato in più di 150 cluster globulari galattici.

#Tipi di stelle PAGB

Le stelle PAGB sono classificate in tre gruppi principali in base a come si sviluppano dalle loro fasi precedenti:

1. Primo gruppo: Queste stelle hanno involucri ricchi di idrogeno e subiscono diversi impulsi di energia prima di passare alla fase PAGB. Sono conosciute come stelle PAGB normali.

2. Secondo gruppo: Queste stelle hanno involucri poveri di idrogeno, il che significa che non evolvono completamente in stelle PAGB perché non raggiungono la fine della fase AGB. La loro fase PAGB è chiamata stelle post-pre-AGB (PEAGB) e non sono brillanti come le stelle PAGB normali.

3. Terzo gruppo: Queste stelle evolvono da stelle che hanno molto poco idrogeno rimasto. Saltano completamente la fase AGB e rimangono calde durante la loro fase di transizione. Queste sono chiamate stelle AGB-manque.

#La scoperta della nuova stella PAGB calda

I ricercatori hanno utilizzato immagini dell'Astrosat/UVIT e dati di Gaia DR3 per identificare la stella PAGB calda nel cluster E3. Hanno scoperto che questa stella è la sorgente più brillante all'interno di E3 e hanno confermato la sua appartenenza al cluster usando misurazioni precise del suo movimento e della distanza dai dati di Gaia.

Il team ha utilizzato sia osservazioni spettroscopiche ad alta risoluzione che osservazioni fotometriche effettuate da telescopi a terra e nello spazio. Hanno notato che le velocità della stella variavano significativamente in due momenti di misurazione, indicando che probabilmente forma un sistema binario con un'altra stella.

#Osservazioni e misurazioni

Le osservazioni della nuova stella PAGB sono state effettuate in due date separate a febbraio e marzo 2023. I ricercatori hanno utilizzato uno spettrografo specifico per ottenere dati ad alta risoluzione. La stella ha mostrato cambiamenti nella sua velocità radiale (RV), che è un forte indicatore di comportamento binario.

L'analisi delle misurazioni ha suggerito che il periodo binario di questo sistema stellare potrebbe essere di circa 39 giorni o 18 giorni, e il rapporto di massa delle due stelle nel sistema è probabilmente attorno a 1.0. I ricercatori hanno misurato la Metallicità della stella a 0.7 dex, allineandosi bene con i livelli attesi del cluster.

#Caratteristiche della nuova stella PAGB

La stella PAGB identificata è stata trovata avere una temperatura stimata di circa 17,500 K e una massa di circa 0,5 a 0,55 masse solari. L'abbondanza di carbonio (C) e ossigeno (O) nella stella è stata trovata simile ad altre stelle PAGB conosciute, suggerendo che ha subito cambiamenti specifici durante le sue fasi di vita precedenti.

I ricercatori hanno analizzato le quantità relative di vari elementi nella stella, trovando le abbondanze di carbonio, azoto e ossigeno coerenti con altre stelle che hanno mostrato segni di mescolamento all'interno dei loro strati.

#Il percorso evolutivo della stella PAGB

Lo Stato evolutivo della nuova stella PAGB scoperta indica che ha trascorso circa 1.000 anni nella sua fase attuale. I ricercatori hanno notato che le caratteristiche di questa stella mostrano somiglianze con altre stelle PAGB trovate sia in cluster poveri di metallo che ricchi di metallo.

Mentre la maggior parte delle stelle PAGB si trovano in cluster poveri di metallo, la stella identificata in E3 offre un caso unico di una stella in un ambiente relativamente ricco di metallo, sfidando così le precedenti assunzioni riguardo alla presenza di queste stelle in diversi tipi di cluster.

#Evidenze di materiali lavorati

Le stelle PAGB sono conosciute per portare materiali lavorati in superficie durante i loro cicli di vita, specificamente durante gli impulsi termici che subiscono. La scoperta di abbondanze aumentate di C e O in questa stella suggerisce che ha subito anche questo processo durante la sua evoluzione.

Questo porta alla conclusione che la stella PAGB identificata ha probabilmente avuto un processo di terzo drag-up, che aumenta il contenuto superficiale di alcuni elementi e influisce sulla composizione complessiva della stella.

#Conclusione

La scoperta della nuova stella PAGB calda nel cluster globulare E3 offre informazioni vitali sul comportamento e le caratteristiche delle stelle in diversi cluster. I risultati sono essenziali per comprendere l'evoluzione delle stelle, specialmente quelle che sono in Sistemi Binari. Ulteriori studi e osservazioni sono necessari per svelare completamente le caratteristiche e la storia di questa stella recentemente scoperta.

La ricerca mette in evidenza l'esplorazione continua delle popolazioni stellari nei cluster globulari, offrendo nuove opportunità per espandere la nostra conoscenza dell'evoluzione stellare e della dinamica dei sistemi stellari. L'identificazione delle stelle PAGB in ambienti ricchi di metallo solleva nuove domande e presenta percorsi entusiasmanti per future ricerche in quest'area.