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Una nana bianca sul filo del rasoio

È la più piccola e massiccia mai osservata prima d’ora nella sua categoria e le sue caratteristiche la pongono in un equilibrio precario: si tratta di una nana bianca che presenta una massa più grande di quella del Sole, ma letteralmente ‘imprigionata’ in un corpo delle dimensioni della Luna. La nana da record è al centro di uno studio appena pubblicato su Nature (articolo: “A highly magnetized and rapidly rotating white dwarf as small as the Moon”) e coordinato dal California Institute of Technology (Caltech); all’indagine hanno preso parte anche due ricercatori italiani in forze al Caltech, Ilaria Caiazzo (primo autore) e Igor Andreoni.

La scoperta è stata effettuata da una squadra di ‘sguardi elettronici’ che hanno unito i loro strumenti in una proficua sinergia: la Zwicky Transient Facility e il telescopio Hale presso l’Osservatorio Palomar (California), i telescopi Keck e Pan-Starrs (Hawaii), il satellite Gaia dell’Esa e l’osservatorio Neil Gehrels Swift della Nasa.

Le nane bianche sono i resti collassati di stelle che un tempo avevano una massa pari a circa otto volte quella del Sole; il 97% degli astri giunge a questa fase. Gli oggetti più piccoli di questa categoria sono maggiormente massicci: questa condizione è dovuta al fatto che essi sono privi della combustione nucleare che tiene le stelle in equilibrio contro la loro gravità, mentre le loro dimensioni sono regolate dalla meccanica quantistica. Il passaggio allo status di nana bianca avviene anche nei sistemi costituiti da due stelle che si orbitano l’una con l’altra: se ambedue hanno una massa inferiore a otto masse solari, invecchiando insieme giungeranno a questa condizione. La nana protagonista dello studio, denominata con il complesso codice alfanumerico Ztf J1901+1458 e con soli 100 milioni di anni ‘sulle spalle’, deriva dalla fusione di due oggetti di questa tipologia.

Secondo gli autori del saggio, la nuova scoperta fornisce un esempio di cosa può accadere dopo il raggiungimento della condizione di nana bianca. Se le due stelle morte sono sufficientemente massicce, esploderanno dando luogo ad una supernova di tipo Ia, mentre se la loro massa è al di sotto di una certa soglia si combineranno fino a formare una nuova nana bianca più pesante rispetto ai progenitori. Questo processo di fusione incrementa il campo magnetico del nuovo oggetto, che accresce anche la sua velocità di rotazione.

Gli scienziati sono convinti che Ztf J1901+1458, situata ad una distanza di circa 130 anni luce, abbia vissuto proprio questa fase evolutiva: il suo campo magnetico è quasi 1 miliardo di volte più intenso rispetto a quello del Sole e il suo movimento è davvero frenetico, dato che effettua una rotazione ogni 7 minuti. Ma quale futuro si prospetta per la nana bianca? Il gruppo di lavoro ha provato a dare una risposta: è possibile che Ztf J1901+1458 sia abbastanza massiccia da collassare ulteriormente in una stella di neutroni. Se questa ipotesi venisse confermata, una parte significativa di stelle di neutroni nella Via Lattea potrebbe aver avuto questo tipo di origine.

Gli autori dello studio intendono proseguire in questo filone di ricerca per tracciare un identikit più preciso delle nane bianche nate da fusioni.

In alto: elaborazione artistica di Ztf J1901+1458 (Crediti: Giuseppe Parisi) 

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