SCOPERTO UN RARO SISTEMA BINARIO

La nana e la gigante

Quella che inizialmente sembrava la classica emissione X di un buco nero proveniva in realtà da una nana bianca e una gigante blu, nella Piccola Nube di Magellano. Un'abbinata rarissima, che nemmeno dovrebbe esistere. Tra gli autori Nicola Masetti (INAF).

La Piccola Nube di Magellano

“Una volta escluso tutto l’impossibile ciò che resta, per quanto improbabile, deve essere la verità”. Nicola Masetti dell’INAF/IASF di Bologna cita Arthur Conan Doyle (che faceva dire più o meno queste parole a Sherlock Holmes) per spiegare il ragionamento che ha portato lui e i suoi coautori alla scoperta appena pubblicata su The Astrophysical Journal. Quella di un sistema binario in cui coabitano una nana bianca (una stella piccola, poco luminosa e molto densa, ultimo stadio dell’evoluzione di stelle di piccola massa) e una gigante blu (una stella di mezza età, molto luminosa e molto grande). Una combinazione molto rara, che sulla carta nemmeno dovrebbe esistere. E che, anche quando si verifica, si “traveste” facilmente da buco nero, oggetto per cui infatti i ricercatori avevano inizialmente scambiato anche questa sorgente.

Tutto inizia quando MAXI/GSC, un osservatorio per i raggi X installato sulla Stazione Spaziale Internazionale, rileva, nel Novembre del 2011, un potente “lampo” di raggi X (identificato come MAXI J0158-744). Usando telescopi ottici in Sudafrica e in Cile (NTT dell’ESO), i ricercatori hanno individuato la controparte ottica dell’emissione X, insomma hanno localizzato la sorgente, che si trova nella Piccola Nube di Magellano, una delle galassie vicine di casa della nostra. L’analisi X è stata poi raffinata usando i dati del satellite NASA “SWIFT“.

La sorgente era così luminosa, nella banda X, che la prima ipotesi dei ricercatori è stata che si trattasse di un buco nero, che emette raggi X in quel modo quando la materia precipita al suo interno. Ma qualcosa non tornava nella temperatura di quell’emissione. “L’emissione era piuttosto soft, non andava oltre i 2/3 KeV, cioè non arrivava ai cosiddetti raggi X duri” continua Masetti. “Questo ci ha fatto pensare di avere a che fare con una nana bianca, e non con un oggetto molto più compatto come una stella di neutroni o un buco nero”.

Dopo qualche tempo, poi, l’emissione X è andata scemando, lasciando il posto a una emissione in luce visibile che aveva il tipico spettro di una gigante blu. “Questo ci ha lasciati molto perplessi. Di certo la nana bianca non poteva essersi trasformata in una gigante blu. L’unica spiegazione era che si trattasse di un sistema binario composto da questi due oggetti diversi” spiega Masetti.

Phil Charles dell’Università di Southampton (UK), un altro degli autori, spiega: “crediamo che quel lampo di raggi X fosse dovuto a un’esplosione di tipo nova su una nana bianca, che ha espulso un guscio di materiale che a sua volta ha colpito il vento caldo proveniente dalla gigante blu. E’ una cosa che noi astronomi non avevamo mai osservato. Questo dimostra che, nelle giuste circostanze, una nana bianca può imitare il comportamento di un buco nero”.

Di sistemi così, però, ce ne sono pochissimi. Questo è nella migliore delle ipotesi il terzo ad essere scoperto, e anche gli altri due sono nelle Nubi di Magellano. Secondo Masetti, “in base alle nostre teorie sull’evoluzione delle stelle, non dovrebbero nemmeno esistere. Le giganti blu si evolvono molto rapidamente, spesso finendo per esplodere. Perché si arrivi a un sistema di questo tipo a partire da due stelle che nascono assieme, la stella da cui ha origine la nana bianca dovrebbe evolversi più rapidamente della compagna, che è un paradosso. Infatti è più probabile che le due stelle si siano formate separatamente e poi siano finite a orbitare l’una attorno all’altra per effetti gravitazionali”. Masetti aggiunge che sistemi di questo tipo potrebbero essere più comuni in altre galassie che non nella nostra (dove non ne sono mai stati individuati) a causa del diverso contenuto metallico dei gas in quelle galassie.

C’è da aggiungere che un sistema di questo tipo, nella fase di massima luminosità in banda X, finisce per somigliare molto ai meno luminosi tra gli ULX, le sorgenti X ultraluminose che molti ricercatori vogliono spiegare ipotizzando la presenza di buchi neri di massa intermedia. Tanto che gli autori avanzano l’ipotesi che alcune di quelle sorgenti potrebbero essere spiegate più “economicamente” proprio da sistemi binari con nana bianca, come questo. “La maggior parte degli ULX però hanno un’emissione regolare nel tempo, mentre una sorgente di questo tipo è transiente. Ha un picco e poi l’emissione X si affievolisce” chiarisce Masetti. “Quindi non è difficile distinguerla da una sorgente che comprenda un buco nero”.

Per saperne di più:

Leggi l’articolo su The Astrophysical Journal

Fonte: Media INAF | Scritto da Nicola Nosengo