👉 Seguici anche sul nostro canale WhatsApp! 🚀
Un raro sistema binario composto da stelle massicce è stato rilevato grazie alla sensibilità dell’Einstein Probe (Ep).
Il telescopio spaziale a raggi X, sviluppato dall’Accademia Cinese delle Scienze (Cas) in collaborazione con l’Esa, il Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (Mpe) in Germania e il Centro nazionale di studi spaziali (Cnes), era stato lanciato il 9 gennaio del 2024. Già a maggio l’Ep aveva individuato deboli raggi X nella vicina galassia, la Piccola Nube di Magellano (Smc).
«Stavamo cercando sorgenti deboli, quando ci siamo imbattuti in questo nuovo punto di luce a raggi X nella Smc. Ci siamo resi conto che stavamo osservando qualcosa di insolito, che solo l’Einstein Probe poteva catturare» ha detto Alessio Marino, ricercatore presso l’Istituto di scienze spaziali (Ice-Csic) a Barcellona in Spagna e autore principale del nuovo studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.
Denominato Ep J0052, inizialmente gli scienziati pensavano che potesse trattarsi di un noto sistema binario che brilla nei raggi X costituito da una stella di neutroni che divora materiale rubato da una stella compagna massiccia. Ma qualcosa non tornava. Grazie all’Einstein Probe, che ha rilevato il sistema dal suo lampo iniziale fino al suo spegnimento, e alle successive indagini con i telescopi Swift e Nicer della Nasa e l’Xmm-Newton dell’Esa «abbiamo subito capito che avevamo a che fare con una rara scoperta di una coppia celeste decisamente enigmatica: una stella massiccia della classe Be, che pesa 12 volte il Sole, e una nana bianca con una massa simile a quella della nostra stella» ha spiegato Marino.
Gli astronomi hanno osservato che la luce variava in una gamma di lunghezze d’onda dei raggi X, nell’arco di sei giorni, e hanno individuato alcuni degli elementi presenti nel materiale esploso, come azoto, ossigeno e neon; dopo 18 giorni il segnale è sparito.
L’intenso campo gravitazionale della nana bianca, una piccola stella dalle dimensioni paragonabili alla Terra ma estremamente compatta, sottrae materia alla compagna, principalmente idrogeno; la forte gravità lo comprime, fino a quando non si innesca un’esplosione che crea un lampo luminoso su un’ampia gamma di lunghezze d’onda, dalla luce visibile ai raggi Uv e ai raggi X.
La perplessità nell’osservare questo sistema consiste nel fatto che le stelle massicce di tipo Be bruciano rapidamente, le loro vite sono intense e brevi; durano circa 20 milioni di anni. La nana bianca invece è il residuo collassato di una stella simile al nostro Sole che, lontano da una compagna, vivrebbe per diversi miliardi di anni. Se le stelle binarie in genere si formano insieme, come può la stella di breve durata brillare ancora, mentre quella di lunga durata è già morta?
«Questo studio ci offre nuove intuizioni su una fase raramente osservata dell’evoluzione stellare, che è il risultato di un complesso scambio di materiale che deve essere avvenuto tra le due stelle – spiega Ashley Chrimes, ricercatrice e astronoma presso l’Esa – È affascinante vedere come una coppia di stelle massicce che interagiscono possa produrre un risultato così intrigante».
Secondo gli scienziati la coppia era inizialmente composta da due stelle circa sei e otto volte più massicce del nostro Sole. Quella più grande, una volta esaurito il suo combustibile, ha iniziato a espandersi rilasciando materia alla compagna e il suo nucleo alla fine è collassato fino a diventare una nana bianca con una massa simile al Sole. La stella compagna invece è cresciuta fino a raggiungere una massa 12 volte quella del Sole.
Inoltre, la durata della breve esplosione e la presenza di neon e ossigeno suggeriscono un tipo piuttosto pesante di nana bianca, probabilmente il 20 per cento più massiccia del Sole. La sua massa è vicina al livello, chiamato limite di Chandrasekhar, al di sopra del quale la stella continuerebbe a implodere per diventare una stella di neutroni ancora più densa o esplodere come una supernova.
La scoperta apre una nuova strada per esplorare come le stelle massicce interagiscono ed evolvono e conferma le grandi potenzialità dell’osservazione di deboli sorgenti che emettono raggi X.
Immagine di copertina: illustrazione di un sistema binario in cui una stella nutre la compagna – Crediti: Esa, C. Carreau
