Una misteriosa sorgente situata a 5000 anni luce di distanza invia verso la Terra impulsi radio che si ripetono ogni otto minuti. Un segnale regolare, che ha catturato l’attenzione degli astronomi e che ora sembra aver trovato una spiegazione: a produrlo sarebbe una stella ormai morta in orbita attorno a un’altra stella più grande, molto simile al nostro Sole.
I risultati dello studio, effettuato da una struttura di ricerca della Curtin University (Australia) presso l’International Centre for Radio Astronomy Research (Icrar) presso la Curtin University sono stati pubblicati sulla rivista Nature Astronomy.
Il sistema stellare in questione, denominato GPM J071507−114153, è composto da una nana bianca e da una stella di tipo G. I due corpi orbitano uno attorno all’altro, formando un sistema binario con caratteristiche mai osservate prima in questa classe di sorgenti radio.
Le nane bianche sono stelle di piccole dimensioni, destinate a raffreddarsi e ad affievolirsi lentamente nel corso del tempo. Sono ciò che resta di una stella dopo che ha esaurito il combustibile e perso gli strati esterni, lasciando esposto un nucleo estremamente denso. La materia al loro interno è talmente compressa che, pur avendo dimensioni paragonabili a quelle della Terra, possono avere una massa simile a quella del Sole
Alcune nane bianche possono produrre impulsi radio periodici, comportandosi in modo simile alle pulsar, stelle di neutroni che ruotano rapidamente su se stesse ed emettono fasci di radiazione. Quando questi fasci attraversano la nostra linea di osservazione, vengono rilevati come impulsi regolari, proprio come la luce intermittente di un faro.
Questi segnali appartengono a una classe di fenomeni astronomici scoperta soltanto negli ultimi anni, quella dei transienti radio a lungo periodo, o Lpt (Long-Period Transients). Si tratta di sorgenti che emettono impulsi radio a intervalli compresi tra pochi minuti e diverse ore, la cui origine non è ancora del tutto compresa.
Dal 2021 ne sono stati individuati circa una dozzina e, in diversi casi, gli astronomi hanno scoperto che provengono da sistemi binari formati da una nana bianca e da una nana rossa, una stella più piccola e fredda del Sole.
La particolarità della nuova scoperta è che, contrariamente al passato, questi impulsi sono stati rilevati in un sistema in cui la compagna della nana bianca è una stella simile alla nostra.
Finora non era stato possibile stabilire con certezza quale delle due stelle fosse responsabile dell’emissione dei segnali radio, ma grazie alla precisione delle osservazioni, i ricercatori sono riusciti a riconoscere negli impulsi il movimento orbitale della nana bianca, che completa un’orbita attorno alla compagna in circa 1,3 giorni. Le variazioni nei tempi di arrivo dei segnali hanno permesso di individuare la regione da cui provengono.
«È la prima volta che gli impulsi sono sufficientemente chiari da permetterci di osservare il movimento della nana bianca attorno alla sua compagna – ha spiegato Sam McSweeney, primo autore dello studio – Sappiamo quindi che le pulsazioni provengono da una regione vicina alla nana bianca, o forse addirittura dalla nana bianca stessa».
Le osservazioni hanno riservato anche un’altra sorpresa. Analizzando i segnali radio, gli astronomi sono riusciti a individuare fenomeni di attività magnetica sulla stella compagna, simili a quelli che si verificano sul Sole. Attraversando il plasma magnetizzato che circonda la stella, infatti, le onde radio subiscono un fenomeno chiamato rotazione di Faraday, che modifica il loro piano di polarizzazione e permette agli astronomi di ricavare informazioni sul campo magnetico attraversato. In particolare, i ricercatori hanno osservato il passaggio della nana bianca dietro una regione caratterizzata da un intenso campo magnetico, probabilmente una protuberanza stellare, un enorme arco di plasma che si estende dalla superficie della stella.
«È sorprendente che, utilizzando le onde radio, possiamo rilevare le tempeste che si verificano su una stella distante oltre 5000 anni luce», ha commentato Natasha Hurley-Walker, coautrice dello studio.
Per arrivare a questi risultati, i ricercatori hanno utilizzato il radiotelescopio Murchison Widefield Array, in Australia, con il quale hanno individuato il sistema durante una vasta campagna di osservazione della Via Lattea. Successivamente, il radiotelescopio MeerKat, in Sudafrica, ne ha determinato la posizione precisa, mentre le osservazioni ottiche del W. M. Keck Observatory, alle Hawaii, hanno confermato la presenza della stella simile al Sole.
Lo studio ha richiesto anche l’elaborazione di oltre 100 ore di dati radio presso il Pawsey Supercomputing Research Centre australiano.
La scoperta contribuisce a chiarire la natura di queste misteriose sorgenti radio e dimostra che il fenomeno può verificarsi anche in sistemi stellari diversi da quelli conosciuti finora.
I radiotelescopi utilizzati nella ricerca sono inoltre precursori dello Square Kilometre Array, il grande osservatorio radioastronomico internazionale in costruzione tra Australia e Sudafrica, destinato a offrire una sensibilità e una capacità di osservazione molto superiori a quelle degli strumenti attuali.
«Se riusciamo già a compiere scoperte di questo tipo con i radiotelescopi precursori, immaginiamo quanti altri sistemi stellari potremo individuare e con quale livello di dettaglio potremo studiare i loro segnali quando lo Ska sarà completamente operativo», ha concluso McSweeney.
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Immagine in alto: una rappresentazione artistica del sistema GPM J071507−114153, una nana bianca pulsar che orbita attorno a una stella di tipo G
Crediti: N. Hurley-Walker / International Centre for Radio Astronomy Research (Icrar)
