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Confirming Nunki as the closest core collapse progenitor candidate to the Sun

Questo studio conferma Nunki come la progenitrice di collasso nucleare più vicina al Sole, risolvendone l'orbita binaria stretta ed eccentrica che potrebbe portare a una fusione stellare, mentre esclude la presenza di un compagno vicino in Bellatrix.

Autori originali: Idel Waisberg, Boaz Katz

Pubblicato 2026-03-19

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CC BY 4.0

Autori originali: Idel Waisberg, Boaz Katz

Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Questa è una spiegazione generata dall'IA dell'articolo qui sotto. Non è stata scritta né approvata dagli autori. Per precisione tecnica, consulta l'articolo originale. Leggi il disclaimer completo

🌟 Nunki: Il "Candidato" più vicino per l'esplosione di una stella

Immagina di guardare il cielo notturno e chiederti: "Quale stella vicina al nostro Sole esploderà un giorno in una gigantesca supernova?"

Per molto tempo, il titolo di "stella più vicina destinata a esplodere" è stato assegnato a Spica (nella costellazione della Vergine). Ma gli astronomi Idel Waisberg e Boaz Katz hanno scoperto che c'è un nuovo arrivato che potrebbe rubare il titolo: Nunki (la stella Sigma del Sagittario).

Ecco la storia, spiegata come se fosse un film di fantascienza.

1. Il Detective Stellare: Nunki non è sola

Fino a poco tempo fa, pensavamo che Nunki fosse una stella singola. Ma grazie a un telescopio super-potente chiamato VLTI (che funziona come un occhio gigante formato da diversi telescopi collegati tra loro), gli scienziati hanno scoperto che Nunki è in realtà una coppia di stelle che si abbracciano strettamente.

L'analogia: Immagina di guardare una coppia di ballerini che ruotano velocissimi. Da lontano sembrano un unico punto di luce, ma se usi un binocolo potentissimo, vedi che sono due.
La scoperta: Le due stelle sono quasi gemelle (hanno quasi la stessa massa, circa 6,5 volte quella del nostro Sole) e sono vicinissime: distano tra loro solo 0,6 unità astronomiche (circa la distanza tra il Sole e Venere).

2. La pista falsa e la verità su Bellatrix

Prima di confermare Nunki come la vincitrice, gli scienziati hanno dovuto escludere un altro sospettato: Bellatrix (nella costellazione di Orione).
Alcuni pensavano che anche Bellatrix fosse una coppia di stelle gemelle che si sarebbero fuse per diventare più massive.

Il risultato: Gli scienziati hanno puntato il telescopio su Bellatrix e... niente. È una stella singola. Quindi, Nunki rimane la candidata più probabile perché è più vicina di Bellatrix e Spica.

3. Il "Treno in Deragliamento": L'orbita strana

Qui la storia diventa interessante. Le due stelle di Nunki non girano l'una intorno all'altra in un cerchio perfetto.

L'orbita: La loro orbita è molto ellittica (allungata), come un'ellisse disegnata con un elastico. Si avvicinano moltissimo in un punto (perielio) e si allontanano in un altro.
Il problema: Quando si avvicinano troppo, una delle due stelle (quella più vecchia) inizierà a gonfiarsi come un palloncino. Poiché sono così vicine e l'orbita è così strana, la stella più grande non potrà più contenere la sua materia.
L'analogia: Immagina due persone che ballano il valzer. Se una di loro si ingrossa improvvisamente mentre sono abbracciate, la materia della persona più grossa inizierà a "colare" sull'altra.

4. La Fusione: Da due stelle a un "Mostro"

Quando la stella più grande inizierà a perdere materia, non sarà un processo tranquillo. A causa dell'orbita allungata, la perdita di materia sarà violenta e caotica.

Cosa succederà? È molto probabile che le due stelle si fonderanno in un'unica stella gigante, con una massa superiore a 10 volte quella del Sole.
Perché è importante? Una stella di 10 masse solari è abbastanza pesante da avere un "cuore" di ferro. Quando questo cuore si esaurisce, la stella non può più sostenersi e esplode in una supernova, creando elementi pesanti e spargendoli nell'universo.

5. Il Trucco del "Nascondino" Spettroscopico

Una domanda sorge spontanea: "Se sono due stelle così vicine, perché non le abbiamo viste prima?"
La risposta è geniale: Si nascondono!

L'analogia: Immagina due cantanti che cantano la stessa nota, ma uno è velocissimo e l'altro pure. Se cantano insieme e si muovono velocemente, le loro voci si mescolano così tanto da sembrare un'unica voce confusa.
In termini scientifici: Le stelle ruotano così velocemente che le loro linee spettrali (la loro "impronta digitale" nella luce) sono così larghe che il piccolo movimento tra le due stelle non si nota. È come cercare di sentire il ticchettio di un orologio mentre c'è un concerto di rock in sottofondo.

6. Un Capovolgimento di Ruolo (Spin-Orbita)

C'è un altro dettaglio strano. Le stelle ruotano su se stesse molto velocemente, ma l'asse della loro rotazione non è allineato con l'orbita.

L'analogia: Immagina una trottola che gira su se stessa mentre gira intorno a un tavolo, ma la trottola è inclinata di 20 gradi rispetto al tavolo. È una situazione "sbilanciata" che suggerisce che queste stelle hanno avuto una storia turbolenta.

🏆 La Conclusione: Chi è il vincitore?

Grazie a questi calcoli precisi, gli autori concludono che:

Nunki è la stella più vicina al Sole (circa 69 anni luce) che ha tutte le carte in regola per diventare una supernova.
Non esploderà come una stella singola, ma probabilmente dopo essersi fusa con il suo compagno.
Questo evento, che potrebbe avvenire tra 25 milioni di anni (un battito di ciglia per l'universo), renderà Nunki il "candidato" numero uno per la prossima grande esplosione vicina a noi.

In sintesi: Nunki è una coppia di stelle gemelle che ballano una danza pericolosa e veloce. Tra qualche milione di anni, si abbracceranno così forte da fondersi in un mostro stellare, che un giorno esploderà, regalando al cielo una supernova visibile anche da qui dalla Terra. E Bellatrix? Beh, si è rivelata solo una stella solitaria, niente di speciale.

Titolo: Conferma di Nunki come il candidato progenitore di collasso del nucleo più vicino al Sole

Data della versione: 19 marzo 2026
Autori: Idel Waisberg & Boaz Katz

1. Il Problema

L'obiettivo principale dello studio è identificare la stella più vicina al Sole destinata a subire un collasso del nucleo (supernova). Per lungo tempo, questo titolo è stato attribuito a Spica (α Virginis, $d \approx 77$ pc) e, in misura minore, a Bellatrix (γ Orionis, $d \approx 77$ pc), entrambe con masse stimate superiori alla soglia critica di $\sim 8 M_\odot$ necessaria per la formazione di un nucleo di ferro.
Tuttavia, esiste un candidato più vicino: Nunki ( $\sigma$ Sagittarii), situato a circa $69$ pc. In un lavoro precedente (Waisberg et al. 2025a), Nunki è stato identificato come un sistema binario stretto con una separazione proiettata di 0,60 UA e una massa totale stimata di circa $12,8 M_\odot$ .
Il problema centrale risiede nella necessità di confermare rigorosamente i parametri orbitali di Nunki. Senza una soluzione orbitale precisa, esiste il rischio che la separazione proiettata sia significativamente inferiore alla separazione reale (a causa della proiezione geometrica) o che l'eccentricità dell'orbita influenzi drasticamente l'evoluzione futura del sistema, rendendo incerto il destino di collasso del nucleo. Inoltre, è necessario escludere che Bellatrix sia una binaria stretta di massa uguale che potrebbe alterare la sua evoluzione.

2. Metodologia

Gli autori hanno combinato dati interferometrici multi-epoca e analisi spettroscopiche per risolvere l'orbita di Nunki e caratterizzare il sistema:

Osservazioni Interferometriche:
- VLTI/GRAVITY (2024): Dati precedenti che avevano rivelato la compagna con un rapporto di flusso nel K-band dell'89%.
- VLTI/PIONIER (2017): Tre nuove epoche di osservazione nell'H-band (luglio, agosto, settembre 2017) utilizzando i telescopi ausiliari (AT) del VLTI. I dati includono visibilità quadrate e fasi di chiusura.
- MAPPIT (1991): Un'osservazione storica inclusa per vincolare l'orbita su scale temporali lunghe.
- Analisi Orbitale: È stato creato un grid tridimensionale per il periodo ( $P$ ), l'eccentricità ( $e$ ) e il tempo di periastron ( $T_p$ ). I parametri di Thiele-Innes sono stati calcolati tramite regressione lineare per minimizzare il $\chi^2$ tra i dati osservati e il modello binario. Successivamente è stato eseguito un fitting non lineare dei minimi quadrati.
Analisi Spettroscopica:
- Utilizzo di due archivi spettrali (FEROS e HERMES) per cercare linee doppie (binaria spettroscopica) e determinare la temperatura efficace ( $T_{eff}$ ) e la velocità di rotazione proiettata ( $v \sin i$ ).
- Confronto con modelli atmosferici (BSTAR2006) per validare la classificazione spettrale.
Modellizzazione Evolutiva:
- Utilizzo dei tracciati evolutivi MIST (MESA Isochrones and Stellar Tracks) per simulare l'evoluzione futura del sistema, calcolando i tempi di circularizzazione orbitale e l'energia necessaria per l'espulsione dell'involucro comune.

3. Risultati Chiave

Parametri Orbitali di Nunki

L'analisi combinata ha permesso di determinare con alta precisione i parametri orbitali:

Periodo ( $P$ ): $134,779 \pm 0,025$ giorni.
Semiasse maggiore ( $a$ ): $1,26 \pm 0,05$ UA (18,0 mas).
Eccentricità ( $e$ ): $0,492 \pm 0,003$ (orbita altamente eccentrica).
Inclinazione ( $i$ ): $19,7 \pm 1,9^\circ$ (orbita quasi di faccia).
Massa Dinamica: $14,6 \pm 1,8 M_\odot$ , coerente con le masse isocroniche precedenti ( $M_{Aa} \approx 6,5 M_\odot$ , $M_{Ab} \approx 6,3 M_\odot$ ).
Distanza: Confermata a $d \approx 69$ pc, rendendo Nunki più vicina di Spica e Bellatrix.

Caratteristiche Fisiche e Spettroscopiche

Nascita Spettroscopica: Nonostante sia una binaria di massa quasi uguale, il sistema è "nascosto" spettroscopicamente. La separazione di velocità radiale prevista ( $\sim 40$ km/s) è molto inferiore all'allargamento delle linee spettrali causato dalla rapida rotazione ( $v \sin i \approx 160$ km/s). Le linee non mostrano duplicazione, spiegando perché la binarietà non era stata rilevata in passato.
Spin-Orbita: L'alta velocità di rotazione combinata con la bassa inclinazione orbitale suggerisce un forte disallineamento spin-orbita. Se gli assi fossero allineati, la stella ruoterebbe al 90% della velocità critica, ma l'assenza di un disco di decretion (tipico delle stelle Be) supporta l'ipotesi di disallineamento.

Analisi di Bellatrix

Le osservazioni interferometriche di Bellatrix con VLTI/GRAVITY hanno dimostrato che non è una binaria stretta di massa uguale. Non è stata rilevata alcuna compagna con un rapporto di flusso nel K-band superiore all'1%. Di conseguenza, la sua massa rimane quella stimata fotometricamente ( $\sim 8,6 M_\odot$ ), appena sopra la soglia di collasso, ma non è un candidato "più vicino" o più massiccio di quanto pensato.

Evoluzione Futura e Destino

Overflow del Lobo di Roche Eccentrico: A causa dell'eccentricità elevata ( $e \approx 0,5$ ), il sistema non circolarizzerà prima che la primaria si espanda. Quando la primaria raggiungerà un raggio di $\sim 50 R_\odot$ (tra 25 Myr), riempirà il suo lobo di Roche al periastron.
Fusione (Merger): Il trasferimento di massa sarà instabile e catastrofico. L'energia di legame dell'involucro della stella primaria ( $\sim 9,0 \times 10^{48}$ erg) è significativamente superiore all'energia orbitale disponibile per espellerlo ( $\sim 2,4 \times 10^{48}$ erg).
Esito: È altamente probabile che il sistema subisca un evento di involucro comune che porti alla fusione delle due stelle in un unico oggetto di massa $M \gtrsim 10 M_\odot$ . Questo oggetto fuso avrà una massa sufficiente per sviluppare un nucleo di ferro e subire un collasso del nucleo.

4. Contributi Principali

Conferma Orbitale: Prima determinazione precisa dei parametri orbitali di Nunki, trasformando un candidato basato su una separazione proiettata in un sistema binario confermato con massa dinamica nota.
Progenitore Più Vicino: Stabilisce definitivamente Nunki come il candidato progenitore di supernova più vicino al Sole ( $d \approx 69$ pc), superando Spica e Bellatrix.
Meccanismo di Fusione: Dimostra che l'evoluzione di Nunki è guidata da un overflow del lobo di Roche eccentrico, portando a una fusione stellare piuttosto che a una semplice esplosione diretta delle componenti originali.
Spiegazione della "Nascita" Spettroscopica: Fornisce una dimostrazione empirica di come le binarie di massa uguale con componenti in rapida rotazione possano essere indistinguibili spettroscopicamente quando la separazione di velocità radiale è piccola rispetto all'allargamento delle linee.
Esclusione di Bellatrix: Confuta l'ipotesi che Bellatrix sia una binaria stretta di massa uguale, consolidando la sua massa come singola stella.

5. Significato

Questo studio ha implicazioni fondamentali per l'astrofisica stellare e la comprensione dei progenitori di supernove:

Prossimità: Nunki rappresenta il laboratorio più vicino per studiare l'evoluzione di sistemi binari stretti di massa intermedia che portano a fusioni.
Dinamica delle Fusioni: Evidenzia il ruolo cruciale dell'eccentricità orbitale nell'innescare instabilità di trasferimento di massa e fusioni, un processo ancora poco compreso rispetto ai casi circolari.
Rilevanza per la Fisica delle Supernove: Conferma che le fusioni stellari possono generare stelle con masse superiori alla soglia di collasso del nucleo, offrendo una via alternativa per la produzione di supernove di tipo II o Ib/c in sistemi che altrimenti non collasserebbero.
Metodologia: Sottolinea l'importanza dell'interferometria ottica/infrarossa (VLTI) per risolvere sistemi che sfuggono alla rilevazione spettroscopica o astrometrica tradizionale.

In sintesi, il paper conferma che Nunki non è solo la stella più vicina destinata a esplodere, ma lo farà probabilmente come risultato di un evento di fusione stellare innescato da un'orbita altamente eccentrica, un meccanismo evolutivo che potrebbe essere più comune di quanto si pensasse.