LO STUDIO SU NATURE ASTRONOMY

La prima nana bianca pulsante in binaria a eclisse

Grazie a Hipercam, gli scienziati dell'Università di Sheffield hanno scoperto la prima nana bianca pulsante in un sistema binario a eclisse, il cui studio permetterà di comprendere la sua evoluzione e la struttura interna della stella, che stranamente sembra essere costituita principalmente di elio, piuttosto che carbonio e ossigeno. Tutti i dettagli su Nature Astronomy

     18/03/2020
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Impressione artistica del sistema binario a eclissi studiato con la videocamera Hipercam del telescopio Gran Canarias (Gtc). Crediti: Università di Sheffield

Gli scienziati dell’Università di Sheffield hanno scoperto una vecchia stella pulsante in un sistema binario a eclisse, il cui studio consentirà loro di scoprire informazioni sull’evoluzione delle stelle come il Sole. Si tratta della prima nana bianca pulsante in un sistema di questo tipo e permetterà di studiare il modo in cui l’evoluzione del sistema binario ha influenzato la struttura interna della stella.

Una binaria a eclisse è costituita da due stelle in orbita l’una attorno all’altra che, viste dalla Terra, si vengono a trovare periodicamente una davanti all’altra, eclissandosi.

Le nane bianche sono l’ultima fase dell’evoluzione delle stelle di massa piccola e medio-piccola, ossia ciò che resta del nucleo stellare di stelle come il Sole quando si avvicinano alla morte. Questa particolare nana bianca potrebbe fornire per la prima volta informazioni chiave sulla struttura, l’evoluzione e la morte di queste stelle.

Si pensa che la maggior parte delle nane bianche sia composta principalmente da carbonio e ossigeno, ma questa particolare nana bianca è composta principalmente da elio. Gli scienziati pensano che questo sia dovuto al fatto che la sua compagna abbia interrotto la sua evoluzione prima di fondere l’elio in carbonio e ossigeno.

Le pulsazioni di questa stella sono state scoperte usando Hipercam, una rivoluzionaria fotocamera ad alta velocità sviluppata da un team guidato dal professor Vik Dhillon del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Sheffield. Hipercam può scattare una foto ogni millisecondo in cinque colori diversi contemporaneamente ed è montato sul Gran Telescopio Canarias da 10.4 m, il più grande telescopio ottico al mondo su una montagna dell’isola di La Palma, nelle isole Canarie. Ciò ha permesso ai ricercatori di rilevare le rapide e deboli pulsazioni di questa particolare nana bianca.

Le pulsazioni della nana bianca e il sistema binario a eclissi hanno permesso al team di indagare sulla sua struttura usando due tecniche, l’astrosismologia – che comporta la misurazione della velocità con cui le onde sonore viaggiano attraverso la nana bianca – e gli studi sulle eclissi.

«Determinare di cosa è fatta una nana bianca non è semplice», dice Steven Parsons, il ricercatore dell’Università di Sheffield che ha guidato lo studio, «perché questi oggetti hanno circa metà della massa del Sole racchiusa in un volume pari a quello della Terra. Ciò significa che la gravità su una nana bianca è estremamente forte, circa un milione di volte più grande di quella che risentiamo noi, sulla Terra. Sulla superficie di una nana bianca, una persona media peserebbe circa 60 milioni di chilogrammi! La gravità fa sì che gli elementi pesanti nella nana bianca affondano verso il centro, lasciando in superficie solo gli elementi più leggeri e quindi la vera composizione interna rimane nascosta».

«Questa nana bianca pulsante che abbiamo scoperto è estremamente importante poiché possiamo usare il movimento del sistema binario e le eclissi per misurare in modo indipendente la massa e il raggio della stella, e questo dato ci aiuta a determinare di cosa è composta. Ancora più interessante, le due stelle in questo sistema binario devono aver interagito tra loro in passato, trasferendosi materiale vicendevolmente. Osservando il sistema, possiamo vedere come questa evoluzione binaria abbia influenzato la struttura interna della nana bianca, qualcosa che non siamo mai stati in grado di fare prima per questi tipi di sistemi binari».

Il prossimo passo della ricerca sarà quello di continuare ad osservare la nana bianca per registrare quante più pulsazioni possibile usando Hipercam e il telescopio spaziale Hubble, per comprendere ancora meglio la sua struttura.

Per saperne di più:

  • Leggi su Nature Astronomy l’articolo “A pulsating white dwarf in an eclipsing binary” di Steven G. Parsons, Alexander J. Brown, Stuart P. Littlefair, Vikram S. Dhillon, Thomas R. Marsh, J. J. Hermes, Alina G. Istrate, Elmé Breedt, Martin J. Dyer, Matthew J. Green e David I. Sahman

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