Una Nana Bianca in Fuga nella Galassia

Una Nana Bianca in Fuga nella Galassia

Una nana bianca parte di un sistema binario è esplosa come “supernova parziale”, sopravvivendo all’evento catastrofico e finendo per essere spedita ad alta velocità nello spazio, insieme alla sua compagna. È l’insolito scenario ipotizzato da un nuovo studio per spiegare le singolari caratteristiche di un residuo stellare scoperto nella Via Lattea.

Nello studio pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, i ricercatori analizzano una nana bianca la cui composizione atmosferica si era rivelata insolita. I risultati suggeriscono che la stella un tempo facesse parte di un sistema binario e che sia sopravvissuta a un’esplosione di supernova, un evento violento che ha sparato via entrambe le stelle in opposte direzioni attraverso la Via Lattea. Le nane bianche sono i nuclei residui di stelle simili al Sole giunte al termine della loro evoluzione. Per la gran parte questi resti densi hanno atmosfere composte quasi interamente da idrogeno ed elio, con la presenza di carbonio oppure ossigeno derivanti dal nucleo stellare.

Sembra che la stella oggetto dello studio, chiamata SDSS J1240+6710 e localizzata a circa 1.430 anni luce da noi, non contenga idrogeno ed elio, ma sia invece composta da un insolito miscuglio di ossigeno, neon, magnesio e silicio. Utilizzando osservazioni del telescopio Hubble, gli scienziati hanno scoperto anche carbonio, sodio e alluminio nell’atmosfera della stella, tutti elementi che vengono prodotti nelle prime fasi dell’esplosione di una supernova. Tuttavia, sono assenti nell’atmosfera della stella elementi come ferro, nickel, cromo e manganese, che in effetti costituiscono caratteristiche determinanti delle supernove termonucleari. La mancanza di tali elementi suggerisce che la stella sia andata soggetta a un evento di supernova parziale prima dell’esaurimento del combustibile nucleare.

La massa della nana bianca è piuttosto ridotta, pari al 40 percento di quella del Sole, e viaggia nello spazio ad una velocità di 900.000 chilometri all’ora. “Questa stella è unica, perché presenta tutte le caratteristiche di una nana bianca, ma ha una velocità molto elevata e abbondanze chimiche insolite, che non hanno senso se combinate con la sua bassa massa”, spiega Boris Gaensicke dell’University of Warwick, a guida dello studio. “Ha una composizione chimica che rivela l’impronta del processo di fusione nucleare, una massa piccola e una velocità molto alta: tutte queste caratteristiche implicano che debba provenire da un qualche tipo di sistema binario ravvicinato e che debba essere stata soggetta a innesco termonucleare. Potrebbe essere un tipo di supernova, ma di un genere che non abbiamo mai visto prima”.

Secondo gli scienziati l’esplosione di supernova ha disgregato il sistema delle due stelle in orbita una attorno all’altra, quando ha provocato l’improvvisa espulsione di una grande porzione della massa di una delle due compagne. Entrambe le stelle sono state spedite via in opposte direzioni in seguito alla violenta detonazione, con una sorta di effetto fionda che spiegherebbe l’elevata velocità. Tra le supernove più studiate vi sono quelle di tipo Ia, che derivano dall’esplosione distruttiva di una nana bianca in un sistema binario. Ma vi sono prove sempre piu frequenti che le supernove termonucleari possano avvenire sotto condizioni molto differenti. SDSSJ1240+6710 potrebbe essere la sopravvissuta di un tipo di supernova che non è stata ancora “colta sul fatto”. Senza la presenza di nickel radioattivo che alimenta il bagliore residuo di lunga durata delle supernove di tipo Ia, l’esplosione che ha spedito la stella nello spazio potrebbe aver generato soltanto un breve flash luminoso, difficile da scoprire.

“Stiamo scoprendo che esistono diversi tipi di nane bianche che sopravvivono a supernove sotto differenti condizioni. Utilizzando la loro massa, composizione e velocità, possiamo capire a che tipo di supernova sono andate soggette. Chiaramente c’è un intero zoo là fuori. Studiare le stelle sopravvissute a esplosioni di supernova nella nostra galassia può aiutarci a comprendere le miriadi di supernove che vediamo esplodere in altre galassie”, conclude Gaensicke. La scoperta apre la possibilità che esistano nella galassia molte altre sopravvissute ad esplosioni di supernova, così come altri tipi di eventi di supernova avvenuti in altre galassie che gli astronomi non hanno ancora osservato.

Nell’immagine rappresentazione artistica dell’evento. All’inizio il materiale espulso dalla supernova si espande molto rapidamente, ma poi rallenta gradualmente, formando una bolla intricata e gigantesca di gas caldo. Alla fine, i resti della nana bianca che è andata soggetta all’esplosione sorpassano gli strati gassosi e vengono spediti via attraverso la galassia.
Credit: University of Warwick/Mark Garlick

https://eurekalert.org/pub_releases/2020-07/uow-tbs071320.php