Due stelle gemelle danzano nell’Universo: la scoperta dai meandri dell’universo

Una piccola stella che danza ininterrottamente vicino ad una compagna invisibile: lo spettacolo scoperto nell’Universo

In pochi sanno che la stella Sirio, uno degli astri più luminosi del cielo notturno, è composta, in realtà, da due stelle gemelle che ruotano una intorno all’altra. Gli scienziati sembrano aver scoperto un altro fenomeno del genere: l’ultima danza di una stella morente.

La scoperta arriva dalla Cina

Un sistema binario contenente una nana bianca (WD) di massa estremamente bassa (ELM) progenitrice e una compagna compatta e invisibile è stato scoperto dagli astronomi cinesi del National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC), utilizzando i dati spettroscopici di LAMOST e P200/DBSP e i dati fotometrici multibanda di Catalina e Zwicky Transient Facility.

La massa della stella visibile, una WD pre-ELM, è di circa 0,09 masse solari, inferiore al limite teorico della sua specie, e può mettere in discussione l’attuale teoria della formazione della WD ELM.

Lo studio è stato pubblicato su The Astronomical Journal.

Una stella che non vuole sparire

La maggior parte delle stelle dell’universo termina la propria vita come nane bianche dopo che il loro combustibile nucleare è stato bruciato. La maggior parte delle nane bianche sono nane bianche carbonio-ossigeno (CO WD), cioè composte principalmente da carbonio e ossigeno. Hanno masse comprese tra 0,5 e 1,4 masse solari.

Quando la massa è superiore a 1,4 masse solari, la pressione di degenerazione degli elettroni nel nucleo non può resistere alla gravità e la nana bianca continuerà a collassare in una stella di neutroni. Le nane bianche di massa compresa tra 0,33 e 0,5 masse solari possono avere un nucleo dominato da CO o Elio (He). Le nane bianche con masse ancora più basse, note come ELM WD, sono composte da He degenerato.

Si ritiene che queste WD ELM non possano formarsi attraverso il canale dell’evoluzione a stella singola, poiché la formazione di queste WD He a massa singola bassa richiede una stella progenitrice con una massa iniziale corrispondentemente molto bassa e un tempo di evoluzione estremamente lungo, persino superiore all’età attuale del nostro universo. Pertanto, è generalmente accettato che gli ELM si formino all’interno di sistemi binari interagenti.

Quindi, in questo caso, spiegandolo semplicemente: questa piccola nana bianca si è formata da un’altra stella che, mentre moriva, ha trasmesso la sua massa nella seconda. Ora, la “figlia” continua a ruotare intorno alla stella da cui è nata anche se ormai, quest’ultima, non ha quasi più materiale, risultando, di fatto, invisibile.

Stiamo assistendo alla danza di una madre che sta scomparendo e una figlia che sta nascendo, anche se in questo caso sono due astri celesti.

Una scoperta impensabile

La speciale pre-ELM-WD sembra una normale stella nana di tipo F che orbita intorno a una componente invisibile ogni 5,27 ore. Potrebbe aver appena completato la fase di trasferimento di massa e si sta muovendo lentamente verso il percorso di raffreddamento della nana bianca. La sua luminosità costante implica che la sua energia è fornita da un piccolo guscio di idrogeno in fiamme all’esterno del nucleo degenere di He. Tuttavia, la sua massa dinamica è solo di circa 0,09 masse solari, al di sotto del limite inferiore delle previsioni teoriche, il che è davvero sconcertante

Ha dichiarato il dottor Yuan Hailong, primo autore dello studio.

La massa del sistema è stata stimata sulla base di dati fotometrici e spettroscopici multibanda nel dominio del tempo e della parallasse di Gaia. Dopo aver tenuto conto di tutti i budget di errore, la massa stimata è ancora significativamente bassa. Il team ha testato diversi modelli teorici, nessuno dei quali è riuscito ad adattarsi correttamente ai risultati. Questa scoperta solleva una domanda sull’attuale meccanismo di formazione dell’ELM che attende ancora una risposta.

Fonte: The Astronomical Journal – National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences