09 Giu 2017 La Lunga Storia di una Coppia Esplosiva
R Aquarii è una delle più note “stelle simbiotiche”, costituita da due componenti in interazione tra loro. Localizzata ad una distanza di circa 710 anni luce dalla Terra, i suoi cambiamenti in luminosità sono stati notati per la prima volta quasi un migliaio di anni fa. Da allora gli astronomi hanno studiato questo oggetto e hanno determinato che R Aqr non è una stella singola: si tratta di un sistema composto da una piccola, densa nana bianca e una fredda gigante rossa.
La gigante rossa ha proprietà interessanti. Tra miliardi di anni il nostro Sole, invecchiando, evolverà in gigante rossa una volta che sarà esaurito il combustibile nucleare nel suo nucleo e inizierà ad espandersi e raffreddarsi. La maggior parte delle giganti rosse sono placide e calme, ma alcune pulsano con periodi tra 80 e 1.000 giorni come la stella Mira e sono soggette ad ampie variazioni di luminosità. Questo sottogruppo di giganti rosse si chiama “variabili Mira”.
La gigante rossa in R Aqr è una variabile Mira e va soggetta a costanti cambiamenti in luminosità fino ad un fattore 250, mentre la sua compagna non mostra questa caratteristica. Inoltre la nana bianca è circa 10.000 volte più brillante della gigante rossa ed ha una temperatura superficiale di 20.000 Kelvin, mentre la variabile Mira di circa 3.000 K. In aggiunta la nana bianca è leggermente meno massiccia della sua compagna, ma poiché è molto più compatta, esercita una gravità più forte: questo fa sì che gli strati esterni della variabile Mira vengano trascinati in direzione della nana bianca e sulla sua superficie.
Occasionalmente si accumula abbastanza materiale sulla superficie della nana bianca da innescare la fusione dell’idrogeno. Il rilascio di energia in seguito a questo processo può produrre una nova, un’esplosione asimmetrica che spazza via gli strati esterni della stella a velocità superiori a 15 milioni di chilometri all’ora, rilasciando energia e materiale nello spazio. Un anello esterno di materiale fornisce evidenza della storia di queste eruzioni, dal momento che gli scienziati ritengono che un’esplosione lo abbia generato intorno all’anno 1073. Prove di questa eruzione derivano da evidenze come dati di telescopi ottici moderni e registrazioni antiche, riportate in Corea, di una “stella ospite” in quella posizione nel 1073. Verso il 1770 un’eruzione ha generato un anello più interno, mostrato in questa immagine dai dati ottici (in rosso). L’anello esterno è quasi due volte più grande di quello interno, ma è troppo debole per essere visibile nell’immagine.
I dati di Chandra (in blu) rivelano un getto di emissione di raggi X che si estende in alto a sinistra, radiazione X probabilmente generata da onde d’urto, provocate dall’impatto dei getti sul materiale circostante.
Nel corso degli anni i dati di Chandra hanno rivelato cambiamenti nel getto. Nello specifico, le bolle di emissione nella banda X si allontanano dalla coppia stellare a velocità superiori a 2 milioni di chilometri all’ora. Nonostante viaggino a velocità inferiori rispetto al materiale espulso dalla nova, i getti incontrano nel loro viaggio meno materiale e non rallentano granché. D’altro canto il materiale emesso dalla nova spazza più materia e rallenta significativamente, il che spiega perché gli anelli non sono molto più grandi dei getti.
Utilizzando le distanze delle emissioni in banda X dal sistema binario e assumendo velocità costanti, un team di scienziati dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) a Cambridge ha stimato che le bolle siano state prodotte da eruzioni avvenute negli anni ’50 e ’80, meno energetiche e non tanto brillanti quanto l’esplosione del 1073.
Sono state individuate in precedenza tracce di un altro getto che implica un’eruzione anche nei primi anni del XXI secolo. Se simili eventi minori si ripetono ogni pochi decenni, il prossimo dovrebbe avvenire entro i prossimi 10 anni.
Inoltre, secondo gli scienziati, se R Aqr è una nova ricorrente, caratterizzata da esplosioni che si ripetono nel tempo ad intervalli piuttosto regolari, considerando l’intervallo tra i due eventi maggiori del 1073 e del 1773, la prossima esplosione di nova non dovrebbe avere luogo prima degli anni intorno al 2470. In ogni caso un’attenta osservazione di questa coppia stellare interagente sarà importante per cercare di capire la natura mutevole ed esplosiva della loro relazione.
[ Barbara Bubbi ]
http://chandra.harvard.edu/photo/2017/raqr/
Credit X-ray: NASA/CXC/SAO/R. Montez et al.; Optical: Adam Block/Mt. Lemmon SkyCenter/U. Arizona
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