Prosegue a ritmi serrati la campagna di ricerca del Gruppo Astrofili Galileo Galilei APS di Tarquinia nel campo delle stelle variabili, anche grazie alla ottima qualità dei dati dell’osservatorio astronomico CosmoGrAG e al grande lavoro di ottimizzazione degli strumenti informatici messi al punto dai soci impegnati nella ricerca.

Proprio grazie agli sforzi di tutti i soci, a  poco più di 8 anni dalla nascita dell’associazione, il 25 giugno 2022 è stato finalmente raggiunto quello che era l’obiettivo più ambizioso del gruppo: la messa in funzione dell’osservatorio sociale CosmoGrAG. Funzionale alla attività di ricerca scientifica amatoriale nel campo delle stelle variabili, supernovae, esopianeti ed asteroidi, ha permesso all’associazione di contribuire in modo autonomo, concreto e fattivo nei settori della ricerca dove il ruolo degli astrofili è fondamentale, così come altro contributo fondamentale è quello apportato dall’Università Agraria e dal Comune di Monte Romano, che hanno reso possibili le attività del GrAG,

Tutto ciò ha permesso di chiudere il primo trimestre dell’anno con la scoperta di due interessantissime stelle variabili, rispettivamente la quattordicesima e la quindicesima per il GrAG, la paternità della scoperta delle quali è stata attribuita non solo all’associazione, ma anche al Comune di Monte Romano e all’Università Agraria,  proprio in virtù del loro contributo.

GrAGVar014 è nella costellazione di Perseo ed è una stella variabile di tipo ACV, le variabili del tipo Alfa-2 Canum Venaticorum, dal nome della stella che la comunità scientifica ha adottato come prototipo di questo genere. Si tratta di stelle di sequenza principale con tipi spettrali B8p-A7p e che presentano forti campi magnetici. Gli spettri di queste stelle mostrano linee anormalmente forti dovute ad elementi metallici come Si, Sr, Cr e terre rare la cui intensità varia con la rotazione. Presentano variazioni di campo magnetico e di luminosità con periodi da 0,5 a 160 giorni o più e una ampiezza dei cambiamenti di luminosità solitamente compresa tra 0,01 e 0,1 magnitudini in banda V. E’ proprio la presenza di una distribuzione elevata di metalli che genera zone di luminosità disomogenee sulla superficie della stella e quindi una magnitudine che varia con la rotazione della stella sul proprio asse.

La nuova variabile scoperta dal GrAG dista 2.900 anni luce da noi e ha classe spettrale A0 (stella bianca con temperatura superficiale di 10.000 gradi k) e periodo di 1,031 giorni. La sua curva di luce, calcolata dal team di ricerca del GrAG, mostra la forma caratteristica con le piccole gobbe nel tratto discendente della curva, dovute a oscillazioni anomale nella luminosità della stella in diverse zone della sua superficie.

Curva di luce in fase della stella Gragvar014

 

Immagine della stella Gragvar014

 

GrAGVar015 è un sistema quadruplo, distante circa 1200 anni luce  da noi. Due stelle principali di magnitudine 11 sono risolvibili da telescopi terrestri. Nella foto appaiono quasi toccarsi per un fenomeno solamente ottico. Una terza stella è risolta solo dalle fotografie del satellite Gaia dell’ESA, concepito appositamente per misurare con estrema risoluzione la posizione delle stelle. Lo studio effettuato dai ricercatori del GrAG ha dimostrato, tramite la fotometria, che questa stella è una variabile di tipo BY Draconis, con in più una compagna non visibile otticamente, che forma un sistema binario ad eclisse di tipo Algol.

Il sistema quadrupo di cui fa parte la stella GragVar015, posizionata sul punto indicato dalla croce

Le variabili di tipo BY Draconis, o più semplicemente BY, sono stelle nane di classe spettrale tra K ed M che mostrano variazioni di luce quasi periodiche che vanno da una frazione di giorno a 120 giorni e ampiezze da alcuni centesimi a 0,5 magnitudini.  La variabilità di luce è causata dalla rotazione assiale della stella caratterizzata da luminosità superficiale non omogenea per la presenza di macchie e forte attività cromosferica. Alcune di queste stelle mostrano anche brillamenti simili a quelli delle stelle UV Ceti e in questi casi appartengono anche a quest’ultimo tipo e sono considerate contemporaneamente variabili eruttive.

Le stelle binarie di tipo Algol, tecnicamente chiamate variabili EA, sono sistemi eclissanti il cui prototipo è la stella Algol (Beta Persei), soprannominata dall’antichità la stella del diavolo, proprio per la sua variabilità. Si tratta di stelle binarie distaccate, non dissimili dal Sole, che orbitano una attorno all’altra eclissandosi periodicamente a vicenda. È possibile misurare, tramite le loro curve di luce, i momenti di inizio e fine delle eclissi ricavando informazioni precise sulle dimensioni reciproche delle stelle e la loro orbita. Sono soggette ad una gamma estremamente ampia di periodi, da 0,2 a ≥10000 giorni. Anche le ampiezze della variazione di luminosità sono molto diverse e possono raggiungere diverse magnitudini. Tra un’eclissi e l’altra la luce rimane quasi costante o varia in modo poco significativo a causa di effetti di riflessione della luminosità di una stella sull’altra, o di fenomeni di  lieve ellissoidalità delle componenti o piccole variazioni fisiche. Non è così nel caso di GrAGVar015 in cui nei punti di massima luminosità, lontano dalle eclissi, si assiste ad un intenso fenomeno chiamato scattering. La luce cioè varia in modo che a prima vista appare disordinato.

 

Curva di luce della stella Gragvar015 in fase con il periodo di eclissi del sistema binario di tipo Algol

Usando i dati del satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) e risalendo fino al 2019 è stato possibile trovare un ordine in questo scattering, scoprendo il secondo periodo di variazione di questo sistema, che dimostra la natura di variabile di tipo BY della principale tra le due compagne.

Curva di luce della stella GrAGVar015 in fase con il periodo secondario che evidenzia la variazione di tipo BY

GrAGVar015 è situata nella costellazione di Perseo proprio come Algol, il prototipo delle stelle binarie ad eclisse. Ma questo è un caso fortuito, dato che le binarie ad eclisse sono distribuite in tutta la Galassia. Molto più raro è scoprire un sistema binario con una componente a sua volta variabile in modo intrinseco, in questo caso la stella di tipo BY. I sistemi conosciuti di questo genere sono solo qualche decina. La loro importanza risiede nel fatto che la presenza di una compagna binaria offre agli scienziati l’opportunità di calcolare con estrema precisione la massa delle due stelle, tramite misure fotometriche e spettroscopiche congiunte. Gli altri metodi di determinazione di una massa stellare, basati ad esempio sulla magnitudine apparente e la distanza misurata con la tecnica della parallasse, sono molto imprecisi. Solo in questo modo si può conoscere con precisione la massa della stella di tipo BY Draconis, un dato importantissimo per sviluppare modelli teorici dei fenomeni che caratterizzano queste variabili intrinseche e approfondire la conoscenza del comportamento della cromosfera stellare.

Il Presidente dell’Associazione Avv. Paolo Zampolini ha commentato, all’esito di queste importanti scoperte: << La citizen science è una delle mission più nobili che la nostra associazione sta portando avanti. Il modus operandi del GrAG in ambito di ricerca scientifica è un unicum a livello nazionale. Il nostro Gruppo di ricerca è aperto a tutti i soci che ne vogliano far parte e dopo un inizio abbastanza travagliato, grazie all’ottimo lavoro del Referente del Comitato di Ricerca e dei suoi assistenti, siamo riusciti a impostare un percorso che permette a tutti i volenterosi, anche completamente scevri di nozioni fisiche o astrofisiche, di dare il loro contributo in un team molto affiatato. Questo risultato è soltanto un trampolino di lancio volto a normalizzare tali attività al fine di portarle ad uno step successivo e più ardito>>.

Qui il link con tutti i dettagli delle due stelle variabili catalogati dall’AAVSO: GrAGVar014 e  GrAGVar015