Avvolto dalla cenere: Scoperto un nuovo tipo di stella

La maggior parte delle stelle segue la sequenza principale del diagramma di Hertzsprung-Russell nel loro ciclo vitale. Questo perché fondono alcuni elementi in ogni parte della loro vita, a partire dall’idrogeno, seguito dall’elio. Solo stelle particolarmente grandi o piccole si discostano da questo, o binarie che, per esempio, ottengono materiale fresco dai loro vicini nonostante le loro piccole dimensioni. Ma ci sono deviazioni dalla regola, e molte. Un team di astronomi tedeschi guidato da Klaus Werner dell’Università di Tubinga ha scoperto un’altra eccezione.

I ricercatori hanno esaminato più da vicino la luce delle nane bianche PG1654+322 e PG1528+025. Così facendo, hanno scoperto che queste due stelle avevano linee molto più caratteristiche, tipiche dell’ossigeno e del carbonio, rispetto alle altre nane bianche. Da questo, gli astronomi sono stati in grado di calcolare che la frazione di massa di questi due elementi deve essere circa il 20%. Al contrario, ci si aspetterebbe un massimo del tre per cento. Altre nane bianche hanno una superficie di idrogeno ed elio. La superficie delle stelle studiate da Werner e dai suoi colleghi, tuttavia, è coperta di carbonio e ossigeno, la cenere della combustione dell’elio – una composizione esotica per una stella simile. La situazione diventa ancora più sconcertante perché le nuove stelle hanno temperature e raggi che suggeriscono che stanno ancora bruciando elio nei loro nuclei. Quindi dovrebbe essere un nuovo tipo di nana bianca.

Parallelamente al lavoro del professor Werner e del suo team, un gruppo di astronomi dell’Università di La Plata e del Max Planck Institute for Astrophysics ha pubblicato un secondo documento che fornisce una possibile spiegazione per la formazione di queste stelle. “Crediamo che le stelle scoperte dai nostri colleghi tedeschi potrebbero essersi formate da un tipo molto raro di fusione stellare tra due nane bianche”, dice il dottor Miller Bertolami dell’Istituto di astrofisica di La Plata, autore principale del secondo articolo. Le nane bianche sono i resti di stelle più grandi che hanno esaurito il loro combustibile nucleare. Di solito sono molto piccoli e densi.

È noto che le fusioni stellari avvengono tra nane bianche in sistemi binari vicini perché le loro orbite sono ridotte dall’emissione di onde gravitazionali. Normalmente, però, le fusioni di nane bianche “non portano alla formazione di stelle ricche di carbonio e ossigeno”, spiega Miller Bertolami, “ma pensiamo che potrebbe accadere in sistemi binari con masse molto specifiche”. Dabri avrebbe bisogno che il sistema fosse composto da una nana bianca con un nucleo di elio e da una seconda nana più leggera con un nucleo di carbonio-ossigeno. Sotto l’influenza della nana più pesante, quella più leggera verrebbe distrutta, permettendo al suo materiale di accumularsi sulla superficie di quella più pesante.

Tuttavia, i ricercatori non hanno ancora una spiegazione completa. Per questo, il team ha prima bisogno di modelli più raffinati per essere in grado di valutare se le fusioni proposte possono effettivamente avere luogo. “Normalmente, ci aspettiamo che le stelle con questa composizione superficiale abbiano già completato la combustione dell’elio nei loro nuclei e che siano sulla strada per diventare nane bianche. Queste nuove stelle sono una grande sfida per la nostra comprensione dell’evoluzione stellare”, spiega Werner.

Impressione d’artista di un raro evento di fusione stellare tra due nane bianche (Immagine: Nicole Reindl, CC BY 4.0)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris è un fisico e uno specialista dello spazio. Si è occupato a lungo di questioni spaziali, sia professionalmente che privatamente, e mentre voleva diventare un astronauta, è dovuto rimanere sulla Terra per una serie di motivi. È particolarmente affascinato dal "what if" e attraverso i suoi libri mira a condividere storie avvincenti di hard science fiction che potrebbero realmente accadere, e un giorno potrebbero accadere. Morris è l'autore di diversi romanzi di fantascienza best-seller, tra cui The Enceladus Series.

    Brandon è un orgoglioso membro della Science Fiction and Fantasy Writers of America e della Mars Society.