Per la prima volta, quattro nane bianche sono state osservate direttamente in altrettanti sistemi stellari binari in una regione di spazio a noi vicina, entro i 65 anni luce dalla Terra. Uno di questi sistemi ospita la nona nana bianca più vicina al Sole. I quattro sistemi presentano tutti come compagne delle stelle nane rosse: astri più grandi e luminosi che, fino ad ora, avevano sovrastato la luce delle nane bianche, facendo apparire questi sistemi come stelle singole. I nuovi risultati, pubblicati oggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, hanno finalmente identificato la compagna nana bianca nascosta per ciascuna delle nane rosse osservate.
«Le nane bianche isolate e vicine a noi sono solitamente facili da trovare, ma non potevamo vedere direttamente queste quattro stelle nelle lunghezze d’onda del visibile perché le loro compagne nane rosse ne sovrastavano la luce», commenta Mairi O’Brien, prima autrice dello studio e research fellow presso l’Universita di Warwick. «È un promemoria del fatto che, anche nel nostro cortile cosmico, possiamo ancora trovare sorprese se guardiamo nel modo giusto e alle giuste lunghezze d’onda.”
Questi quattro sistemi erano di particolare interesse, perché mostravano una significativa oscillazione radiale (radial wobble): un fenomeno per cui una stella oscilla impercettibilmente avanti e indietro a causa della presenza di un oggetto compagno di grande massa che le orbita attorno. Utilizzando i dati dello spettrografo ultravioletto del telescopio spaziale Hubble, il team di ricerca ha ottenuto osservazioni dettagliate dei quattro sistemi. I ricercatori hanno quindi impiegato tecniche di calibrazione personalizzate per confermare ufficialmente la presenza delle nane bianche, aggirando il problema della rilevazione dei brillamenti (flares) delle nane rosse, che spesso simulano i segnali delle nane bianche.
Rappresentazione artistica di una nana rossa con una nana bianca compagna che fa capolino da dietro. I diametri delle due stelle sono riprodotti in scala. Crediti: Mark A. Garlick/University of Warwick
Tra i quattro, un sistema in particolare si è rivelato estremamente enigmatico. Nel caso di G 203-47, pur trovandosi a soli 25 anni luce di distanza, ci sono voluti ben 27 anni dalla prima osservazione della sua oscillazione radiale per scovare finalmente la nana bianca compagna, ora ufficialmente la nona più vicina al Sole.
G 2923-47 è insolito anche per un altro motivo: la nana rossa ruota su se stessa una volta ogni oltre 100 giorni, ma compie un’orbita completa attorno alla sua nana bianca in appena 14,9 giorni. Ciò è abbastanza anomalo: le forze gravitazionali avrebbero dovuto bloccare le due stelle in modo sincrono (il cosiddetto blocco mareale), come nel caso della Terra e la Luna, che si rivolgono sempre la stessa faccia. Ma la nana rossa ruota troppo lentamente perché ciò avvenga, suggerendo una storia evolutiva diversa rispetto a sistemi simili. «Alcune hanno subito interazioni violente e prolungate nelle prime fasi che le hanno bloccate dal punto di vista mareale», spiega David Wilson, coautore dello studio e research associate all’Università di Colorado Boulder. «Altri, come G 203-47, hanno vissuto incontri più soft e brevi, che le hanno lasciate in questo stato insolito».
I risultati della nuova ricerca hanno permesso di aggiornare il censimento delle nane bianche locali entro i 20 parsec (65 anni luce). I modelli di popolazione avevano precedentemente previsto l’esistenza di circa 4 o 5 coppie di nane bianche e rosse in orbita stretta, e il team ne ha trovate esattamente quattro: un dato perfettamente in linea con il lavoro teorico. Il team sottolinea che solo il 30 per cento circa delle nane rosse entro i 20 parsec è stato esaminato sistematicamente alla ricerca di compagne nane bianche. Si stima che potrebbero esserci ancora altri 9 o 10 sistemi binari nascosti nel nostro ambiente stellare locale.
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society “Direct detections of white dwarfs in four WD+dM post-common envelope binaries within 20 pc” di M. W. O’Brien, D. J. Wilson, P.E. Tremblay, B. T. Gänsicke, C. M. Byrne, F. Lagos-Vilches, J. S. Pineda e J. A. Barraza-Jorquera