Nana bianca ultra-massiva con una composizione atmosferica mai osservata prima
Una nana bianca formata da due stelle e con una bizzarra atmosfera ricca di carbonio. Astronomi-detective per scoprire le vere origini della stella.
La fusione di due nane bianche avrebbe potuto creare una ultra massiva stella con una bizzarra atmosfera ricca di carbonio.
Un team internazionale guidato da astronomi dell’Università di Warwick ha osservato quest’insolita nana bianca a circa 150 anni luce da noi.
La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature Astronomy, potrebbe sollevare nuove domande sull’evoluzione delle stelle bianche e sul numero di supernovae nella nostra galassia.
La stella è stata identificata dal telescopio Gaia
Questa stella, denominata WDJ0551 + 4135, è stata identificata dal telescopio Gaia dell’Agenzia spaziale europea. Dall’analisi spettroscopica della luce emessa dalla stella, gli astronomi sono stati in grado di identificare la composizione chimica della sua atmosfera e hanno scoperto che aveva un livello insolitamente alto di carbonio.
L’autore principale, il dott. Mark Hollands, del Dipartimento di Fisica dell’Università di Warwick, ha dichiarato:
Questa stella si è distinta come qualcosa che non avevamo mai visto prima. Potresti aspettarti di vedere uno strato esterno di idrogeno, a volte miscelato con elio, o solo un mix di elio e carbonio. Non ti aspetti di vedere una combinazione di idrogeno e carbonio quando dovrebbe esserci uno spesso strato di elio che non lo permette. Quando l’abbiamo osservato abbiamo pensato “non ha senso”
Eppure ogni cosa che si osserva ha senso e ovviamente gli astronomi sono diventati “detective” per scoprire le vere origini della stella.
Le nane bianche sono i resti di stelle come il nostro Sole che hanno bruciato tutto il loro combustibile e hanno perso i loro strati esterni.
La maggior parte delle nane bianche sono relativamente leggere, circa 0,6 volte la massa del nostro Sole, in questo caso però la stella osservata pesa 1,14 masse solari, quindi quasi il doppio della massa media per una nana bianca. Nonostante sia più pesante del nostro Sole è molto compattata, occupa infatti solo due terzi del diametro della Terra.
Anche l’età della nana bianca è un dato da considerare. Le stelle più vecchie orbitano attorno alla Via Lattea più velocemente di quelle più giovani e questo oggetto si sta muovendo più velocemente del 99% delle altre nane bianche vicine con la stessa età di raffreddamento, suggerendo che questa stella è più vecchia di quanto sembri.
Il dott. Hollands aggiunge:
Abbiamo una composizione che non possiamo spiegare attraverso la normale evoluzione stellare, una massa doppia rispetto alla media per una nana bianca e un’età cinematica più vecchia di quella dedotta dal raffreddamento. Siamo abbastanza sicuri che non ci sia un modo per una stella di formare una nana bianca così. L’unico modo per spiegarlo è che si sia formato attraverso una fusione di due nane bianche
La teoria prevede che quando una stella in un sistema binario si espande alla fine della sua vita tenderà ad avvolgere la sua stella partner, avvicinando la sua orbita mentre la prima stella si restringe. Lo stesso accadrà quando l’altra stella si espanderà. Per miliardi di anni poi l’emissione delle onde gravitazionali ridurrà ulteriormente l’orbita fintantoché le stelle si fonderanno.
È stato previsto che si verifichino fusioni di nane bianche ma questa sarebbe particolarmente insolita perché sono previste avvenire per stelle con masse diverse, mentre questa fusione sembra essere tra due stelle di dimensioni simili.
C’è anche un limite su quanto possa essere grande la nana bianca risultante: se supera le 1,4 masse solari si pensa che esploderà in una supernova anche se è addirittura possibile che queste esplosioni si verifichino a masse leggermente inferiori.
Questa stella quindi è anche molto significativa per dimostrare che una nana bianca super massiva possa sopravvivere ancora senza diventare una supernova.
Inoltre è una delle poche nane bianche fuse che siano state identificate finora e l’unica che sia stata identificata tramite la sua composizione.
In futuro potremmo essere in grado di utilizzare una tecnica chiamata astrosismologia per conoscere la composizione del nucleo della nana bianca dalle sue pulsazioni stellari, un metodo indipendente che potrebbe confermare che questa stella si sia originata da una fusine.
Forse l’aspetto più eccitante di questa stella è che non è riuscita a esplodere come una supernova. Queste esplosioni gigantesche sono davvero importanti nel mappare la struttura dell’Universo, in quanto possono essere rilevate a distanze molto grandi.
Tuttavia, permangono molte incertezze sul tipo di sistemi stellari che raggiungono lo stadio della supernova. Per quanto strano possa sembrare, misurando le proprietà di questa supernova “fallita” potrebbe svelarci molto dei meccanismi che portano all’annientamento termonucleare delle stelle.
