Fine Drammatica per un Valzer Stellare

Fine Drammatica per un Valzer Stellare

Gli astronomi hanno scoperto un raro oggetto celeste, derivante dalla collisione di due stelle morenti, simili al Sole in un tempo lontano e giunte alla fine della loro evoluzione. Dopo aver orbitato una attorno all’altra per miliardi di anni, le due nane bianche si sono infine riunite, riaccendendosi e generando un’unica stella ringiovanita. La nuova “fenice stellare”, tuttavia, è destinata a morire definitivamente nel giro di poche migliaia di anni.

Il prodotto della fusione, estremamente raro da osservare, è stato individuato da scienziati dell’Università di Mosca, grazie a riprese del satellite Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Con loro grande sorpresa, i ricercatori hanno scoperto una nube gassosa che emette quasi esclusivamente radiazione infrarossa e nessuna luce visibile, arricchita da una stella brillante al centro. Colleghi dell’Università di Bonn, Germania, hanno analizzato lo spettro della luce emessa dalla nebulosa e dalla stella centrale, dimostrando che l’enigmatico oggetto non contiene nè idrogeno nè elio, una caratteristica tipica del nucleo delle nane bianche.

Nell’immagine la nebulosa J005311 nell’infrarosso Credit: Vasilii Gvaramadse/Moscow University

Dal momento che una massa equivalente a quella solare viene ridotta a una dimensione simile a quella della Terra, le nane bianche sono tra gli oggetti più densi e compatti del cosmo, e la gravità sulla loro superficie è varie centinaia di migliaia di volte quella terrestre. Al contrario del nostro Sole, gran parte delle stelle, comprese le nane bianche, non risplendono isolate, ma fanno parte di una coppia, formando un sistema binario. Tra qualche miliardo di anni anche il Sole esaurirà il suo combustibile nucleare e si trasformerà in una nana bianca, piccola e calda. Quando simili stelle consumano tutto l’idrogeno, continuano a bruciare elio, ma una volta che anche l’elio nel nucleo viene utilizzato per la fusione, la loro massa non è sufficiente a produrre le temperature necessarie per la fusione di elementi più pesanti. A quel punto, queste stelle morenti spengono le loro fornaci nucleari e si trasformano in fossili stellari.

Di solito questa fase rappresenta la fine della vita di una stella. Ma non per J005311, la stella scoperta dagli scienziati nella Costellazione di Cassiopea, a circa 10.000 anni luce di distanza da noi. “Riteniamo che le due nane bianche si siano formate a distanza ravvicinata, molti miliardi di anni fa”, spiega Norbert Langer dell’Università di Bonn. “Hanno girato una attorno all’altra, creando distorsioni nello spazio-tempo, chiamate onde gravitazionali”. Nel corso del processo, gradualmente le stelle hanno perso energia, e come conseguenza la loro distanza si è ridotta, fino a che hanbo colliso tra loro. La stella derivante dalla fusione ha acquisito massa sufficiente a fondere elementi più pesanti di idrogeno ed elio, e la fornace stellare ha ricominciato a funzionare. “Un simile evento è estremamente raro”, evidenzia Götz Gräfener, tra gli autori dello studio. “Probabilmente ci sono nella Via Lattea meno di una decina di oggetti di questo tipo, e noi ne abbiamo scoperto uno!”.

A riprova dell’ipotesi dei ricercatori, la stella nel centro della nube è 40.000 volte più brillante del Sole, molto più luminosa di una nana bianca singola. In aggiunta, lo spettro luminoso suggerisce che J005311 emetta un vento stellare estremamente forte, un flusso di materiale che emana dalla superficie della stella. Il vento espulso da J005311, a velocità di 16.000 chilometri al secondo, è così rapido da poter essere spiegato solo da un evento di fusione di nane bianche, che nel corso del processo acquisiscono un campo magnetico rotante molto forte. “Le nostre simulazioni dimostrano che questo campo agisce come una turbina, in grado di accelerare il vento stellare”, spiega Gräfener.

Tuttavia, la nuova vita di J005311 non durerà a lungo. Tra poche migliaia di anni la stella avrà trasformato tutti gli elementi a sua disposizione in ferro. Avendo aumentato la sua massa in seguito alla fusione, andrà incontro a un destino esplosivo, collassando sotto l’influenza della sua stessa gravità e riducendosi a una stella di neutroni, residuo di quella che un tempo fu una brillante coppia stellare. Lo studio è pubblicato su Nature.
[ Barbara ]

Nell’immagine rappresentazione artistica di una coppia di nane bianche in collisione
Image Credit David A. Aguilar/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

https://phys.org/news/2019-05-stellar-waltz.html