UNA SFIDA PER LE TEORIE DI EVOLUZIONE STELLARE

Nana, bianca e con la chioma ossigenata

Le nane bianche sono il resto d’una stella di dimensioni modeste. Sono oggetti densi e caldi, con atmosfere composte da idrogeno ed elio. Un team di ricercatori ha scoperto negli archivi della SDSS un esemplare estremamente peculiare: una nana bianca con un’atmosfera dominata dall’ossigeno

Un’immagine di SDSS J124043.01+671034.68. Crediti: S. O. Kepler

Un’immagine di SDSS J124043.01+671034.68. Crediti: S. O. Kepler

Per la maggior parte della propria vita le stelle bruciano idrogeno e producono elio, e questo fa sì che siano in grado di generare luce, in alcuni casi anche per decine di miliardi di anni. Quando una stella delle dimensioni del Sole termina il proprio carburante, però, la pressione prodotta dalla luce, e diretta dal centro verso la superficie, viene a mancare, comportando un collasso della regione centrale della stella in un corpo molto denso e caldo: una nana bianca. Un team internazionale di ricercatori ha annunciato la scoperta di una nana bianca con un’atmosfera quasi esclusivamente composta da ossigeno. Questa stella rappresenta una sfida per le teorie di evoluzione stellare.

Le nane bianche hanno dimensioni simili a un pianeta roccioso, come la Terra, e contengono circa la massa di un Sole. La loro densità estrema fa sì che gli elementi più pesanti (tipicamente carbonio e ossigeno) si concentrino nella zona centrale, mentre gli strati più esterni sono caratterizzati dalla presenza di elio e idrogeno. L’esistenza di nane bianche con atmosfere dominate dall’ossigeno era stata ipotizzata in passato, ma nessuno ne aveva mai osservata una fino ad ora.

Il team di ricercatori guidato da Souza Oliveira Kepler, dell’Università Federale del Rio Grande do Sul (Porto Alegre, Brasile), ha analizzato i dati provenienti dalla Sloan Digital Sky Survey (SDSS), identificando SDSS J124043.01+671034.68, una nana bianca che ha perso quasi interamente i propri strati superficiali, rivelando una superficie quasi esclusivamente composta da ossigeno, con tracce di neon, magnesio e silicio. Questa composizione chimica è del tutto unica, su oltre 30 mila nane bianche note. La scoperta è valsa ai ricercatori la pubblicazione su Science.

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Nell’immagine, la Terra a confronto con una nana bianca di medie dimensioni. In basso due spettri che corrispondono a una tipica nana bianca (in bianco) e SDSS J124043.01+671034.68 (in azzurro). Crediti: Mark Hollands, University of Warwick, NASA (Earth) and Detlev Koester (White Dwarf Model Spectra)

«Si tratta di un risultato del tutto inatteso per una stella di massa così piccola», spiega Kepler. Una possibile spiegazione per l’esistenza di SDSS J124043.01+671034.68 è che la perdita degli strati più esterni sia stata causata da una stella compagna, che ha letteralmente svestito la nana bianca attirando a sé l’atmosfera della stella vicina. Un’alternativa è che sia avvenuto un violento impulso termico durante la fase transitoria precedente al collasso, quando la stella diventa una gigante rossa, e che questo evento esplosivo abbia comportato per la stella la perdita degli elementi più leggeri.

«Non abbiamo ancora dati a supporto di una teoria specifica», aggiunge Kepler. «Tuttavia, la possibilità che questa stella sia il prodotto dell’evoluzione di un sistema binario ci sembra la più plausibile». Qualunque sarà la risposta all’enigma, rimane il fatto che questa nana bianca apre nuove prospettive per lo studio dell’evoluzione stellare e che la SDSS continua a regalarci nuovi aghi nel pagliaio cosmico da indagare e comprendere.

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