FUTURE SORGENTI DI ONDE GRAVITAZIONALI PER LISA

Scoperte 98 nane bianche doppie

Un team di scienziati del Center for Astrophysics di Harvard ha completato l'Extremely Low Mass: uno studio spettroscopico di nane bianche della Sloan Digital Sky Survey. Nel corso di oltre un decennio, hanno scoperto 98 stelle nane bianche doppie, che presumibilmente saranno ottime sorgenti di onde gravitazionali per la missione Lisa. Tutti i risultati su ApJ

     06/02/2020
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Rappresentazione artistica di una binaria nana bianca doppia di massa estremamente bassa. Crediti: Melissa Weiss

A fine gennaio, gli scienziati del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) hanno presentato su The Astrophysical Journal il campione finale di 98 nane bianche doppie trovate nell’Extremely Low Mass Survey – nota anche come Elm – una survey spettroscopica di nane bianche con massa inferiore a 0.3 volte la massa del Sole, della Sloan Digital Sky Survey (Sdss).

«Abbiamo preso di mira le nane bianche di bassa massa scoprendo che in realtà sono tutte sistemi binari ultra-compatti», riferisce Warren Brown, astronomo del CfA e primo autore dell’articolo. «Le stelle che abbiamo studiato hanno perso così tanta massa durante la loro evoluzione da diventare una nana bianca di bassa massa».

Le nane bianche sono ciò che rimane del nucleo di una stella, al termine delle reazioni nucleari la cui energia contrastava il collasso gravitazionale. Ma le stelle elencate nella survey Elm non seguono le tradizionali “regole” di formazione delle nane bianche.

«L’universo non è abbastanza vecchio per creare nane bianche caratterizzate da una massa così bassa, per conto proprio. Eppure, eccole qui. Questo perché hanno compagni in orbite vicine, ossia sono sistemi binari compatti», riferisce Brown. «La survey che abbiamo completato raccoglie più della metà dei sistemi binari di nane bianche a oggi noti e rappresenta un lavoro fondamentale che offre modelli per futuri studi e scoperte».

La survey Elm è solo l’inizio, promette Mukremin Kilic, dell’Università dell’Oklahoma, coautore dell’articolo. Raccogliendo dati dalla Sdss e da Gaia, combinati con quelli di un follow-up usando l’osservatorio Mmt da 6.5 ​​m presso il Fred Lawrence Whipple Observatory di Amado, in Arizona, il team è stato in grado di raccogliere un campione ben definito di binarie nane bianche. «I modelli stimano che nella nostra galassia sia presente un numero di binarie di questo tipo dell’ordine di cento milioni», dice Kilic. «Ne abbiamo trovate e confermate 100. Le nostre osservazioni potranno vincolare modelli per future indagini e consentirci di osservare un sottoinsieme specifico di nane bianche e di tagliare la popolazione».

Il set di dati pulito e completo costituisce un precursore per futuri studi sulle onde gravitazionali. L’osservatorio di onde gravitazionali Lisa (Laser Interferometer Space Antenna) – il cui lancio è previsto nel 2034 – rivelerà le sorgenti di onde gravitazionali dell’ordine del MHz e si prevede che scoprirà centinaia di migliaia di binarie nane bianche. «Con sorgenti che emettono sia onde luminose che onde gravitazionali, si possono fare moltissime cose», osserva Brown. «Con la luce possiamo misurare la temperatura, la distanza e la velocità, ma non riusciamo a misuriamo direttamente la massa, che invece siamo in grado di misurare con le onde gravitazionali».

Mentre la nuova tecnologia e le nuove metodologie stanno permettendo agli scienziati di avvicinarsi alla comprensione della realtà, i ricercatori sono ansiosi di vedere cosa riserva loro il futuro per le stelle della survey Elm. «La risposta tradizionale a queste binarie è quella di chiamarle progenitrici delle supernove. Un giorno si fonderanno e diventeranno qualcos’altro, ma non è chiaro cosa», dice Brown. «Se c’è una cosa che sappiamo per certo, è che le stelle che abbiamo elencato nella survey saranno ottime sorgenti per la missione Lisa e per i futuri studi sulle nane bianche e le onde gravitazionali».

Per saperne di più:

  • Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo The ELM Survey. VIII. 98 Double White Dwarf Binaries” di Warren R. Brown, Mukremin Kilic, Alekzander Kosakowski, Jeff J. Andrews, Craig O. Heinke, Marcel A. Agueros, Fernando Camilo, A. Gianninas, J.J. Hermes, Scott J. Kenyon