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Nane bianche, l’idrogeno le ringiovanisce

Alcune nane bianche, residui di stelle che vanno progressivamente raffreddandosi, continuerebbero a bruciare idrogeno sulla loro superficie. E’ quanto emerge dalla scoperta di una squadra internazionale di astronomi sulla base delle immagini rilevate dal telescopio spaziale Hubble.

Si ritiene che le nane bianche siano nuclei inattivi di stelle che alla fine del loro ciclo vitale hanno espulso il loro strato eterno ed esaurito la fusione nucleare interna, per questo motivo sono anche chiamate nane degeneri.

«Abbiamo il primo riscontro scientifico che le nane bianche possono comunque avere un’attività termonucleare stabile», ha spiegato Jianxing Chen dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) che ha condotto la ricerca. «Questa è stata una vera sorpresa, in contrasto con quanto ipotizzato fino ad ora». La presenza di questo meccanismo rallenterebbe infatti il processo di raffreddamento e quindi di invecchiamento della nana bianca, sollevando nuove incertezze nel calcolarne l’età.

Lo studio di questi oggetti aiuta gli astronomi a comprendere l’evoluzione delle stelle, nonché il futuro del nostro sistema solare: anche il Sole è infatti destinato a diventare una nana bianca.

Mettere a confronto nane bianche in fase di raffreddamento è stato il metodo applicato dagli astronomi per comprenderne l’evoluzione. Hubble ha osservato gli ammassi globulari più luminosi dell’emisfero boreale, M3 ed M13, laboratori naturali che hanno caratteristiche in comune, ma anche tipi di stelle differenti che danno origine a differenti nane bianche.

«La superba qualità delle osservazioni di Hubble ci ha fornito una visione completa dei gruppi di stelle che formano i due ammassi globulari», ha affermato Chen. «Questo ci ha permesso di confrontare il modo in cui le stelle si evolvono in M3 e M13». Entrambi gli ammassi stellari hanno un’età superiore ai 10 milioni di anni, M3 si trova nella costellazione dei Cani da Caccia a una distanza dalla Terra di quasi 34mila anni luce, mentre M13 nella Costellazione di Ercole, dista circa 23mila anni luce.

Oltre 700 nane bianche sono state riprese dalla Wide Field Camera 3 del telescopio spaziale; grazie alla sua capacità di rilevare lunghezze d’onda vicine all’ultravioletto è stato in grado di individuare gli oggetti stellari più freddi e meno luminosi di questi enormi ammassi di stelle.

Ciò che gli astronomi hanno scoperto è che M3 contiene le nane bianche comuni i cui nuclei si stanno semplicemente raffreddando, mentre M13 contiene anche le nane bianche che sono riuscite a trattenere l’involucro esterno d’idrogeno che permette loro di bruciare più a lungo e quindi di raffreddarsi più lentamente.

Mentre prima, i modelli di raffreddamento erano considerati prevedibili, questa scoperta potrebbe avere conseguenze sul modo in cui gli astronomi misurano l’età delle stelle nella Via Lattea. I nuovi dati da inserire nel rapporto tra età e temperatura di una stella, potrebbero dar luogo a uno scarto di approssimazione che può raggiungere anche un miliardo di anni sulle precedenti stime dell’età di una nana bianca.

«La nostra scoperta mette alla prova la definizione di nane bianche se consideriamo una nuova concezione sul modo in cui le stelle invecchiano», ha aggiunto Francesco Ferraro dell’INAF e coordinatore della ricerca. «Stiamo ora studiando altri ammassi simili a M13 per limitare ulteriormente le condizioni che spingono le stelle a mantenere il sottile involucro d’idrogeno che consente loro di invecchiare lentamente».

A causa della loro progressiva solidificazione e quindi della scarsa luminosità, prima della missione Gaia erano state classificate circa 30mila nane bianche. In seguito alla mappatura stellare della Via Lattea a cura della sonda dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), ne è stato rilevato un numero 16 volte superiore a quello stimato.

 

Immagine di apertura: nana bianca circondata da un anello di detriti. Crediti: NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger

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