Atmosfere turbolente sulle nane brune

Pianeti troppo cresciuti o stelle troppo piccole per accendersi? Le nane brune sembrano proprio collocarsi nella terra di mezzo di queste due fondamentali classi di oggetti celesti, e per questo suscitano sempre più l’attenzione degli astronomi, che studiandole vanno in cerca d’informazioni sia sull’evoluzione stellare che quella planetaria. Il quadro che finora ci hanno restituito le osservazioni mostra una grande eterogeneità delle proprietà delle nane brune: dimensioni, temperature superficiali, composizioni chimiche si sono rivelate profondamente diverse da soggetto a soggetto studiato. Forse però dietro questa apparente diversità si cela un unico responsabile: le atmosfere che avvolgono le nane brune. È quanto emerge da un lavoro guidato da Jacqueline Fahery del Carnegie Institute, e pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal Supplement Series. Le nane brune non possiedono massa sufficiente per sostenere il processo di fusione nucleare dell’idrogeno che alimenta le stelle, così dopo essersi formate, tendono a raffreddarsi e contrarsi, aumentando la loro forza di gravità sulla loro superficie. Le temperature superficiali di questi oggetti possono quindi abbracciare un ampio intervallo, che va da valori prossimi a quelli riscontrati nelle atmosfere stellari a quelli tipici dei pianeti, decisamente più bassi. Simili differenze hanno certamente delle ripercussioni sulla struttura e sulle proprietà delle atmosfere, che vanno ad aggiungersi alle differenze di massa, di età e di composizione chimica che riscontriamo osservando questi deboli oggetti. Analizzando le proprietà di 152 candidate nane brune, Faherty e il suo team ha provato a individuare se potesse esserci un denominatore comune a guidare le differenti proprietà mostrate dalle nane brune. Forte dell’identificazione di molti degli ambienti in cui si sono formate le nane brune del loro campione, il team ha potuto stabilire che sarebbero le condizioni atmosferiche variabili delle nane brune e le differenze nella composizione e nella struttura delle loro nubi le principali indiziate delle differenze osservative estreme registrate tra i vari membri di questa sorprendente classe di oggetti celesti. Tutti i luoghi di formazione delle nane brune identificate in questo lavoro sono anche regioni che vedono la presenza di esopianeti: questi risultati potrebbero dunque essere estesi ai pianeti giganti che orbitano intorno a stelle vicine. «Penso che queste giovani nane brune siano in un certo parenti stretti dei pianeti extrasolari giganti. E quindi, come tali, possiamo utilizzarle per studiare come funziona il processo di invecchiamento planetario», dice Faherty.

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Scoperta la stella nana bianca più calda

Grazie a osservazioni del telescopio spaziale Hubble, due astronomi delle Università di Tubinga e di Potsdam hanno stabilito un paio di record. Innanzitutto hanno identificatouna stella nana bianca che, sebbene risulti già in fase di raffreddamento, con una temperatura di 250.000 gradi Celsius è risultata la più calda del suo genere mai rilevata nella nostra Galassia. Inoltre, i ricercatori sono stati anche i primi a osservare una nuvola di gas intergalattico catturata dalla Via Lattea, un indizio di come le galassie possano raccogliere materiale “fresco” dallo spazio profondo per formare nuove stelle. I risultati della ricerca sono esposti in uno studio pubblicato sull’ultimo numero della rivista scientifica Astronomy & Astrophysics.

Diagramma della Via Lattea con il Sole, la nana bianca e la nube di gas sulla linea di vista della Grande Nube di Magellano. Crediti: Philipp Richter/University of Potsdam

Diagramma della Via Lattea con il Sole, la nana bianca e la nube di gas sulla linea di vista della Grande Nube di Magellano. Crediti: Philipp Richter/University of Potsdam

Le stelle di massa relativamente piccola verso la fine del loro “ciclo vitale” diventano estremamente calde. Per esempio, il Sole – che appartiene a questa categoria – ha mantenuto una temperatura superficiale piuttosto costante intorno ai 6.000 gradi Celsius fin dalla sua nascita 4,6 miliardi di anni fa. Ma, immediatamente prima di esaurire il combustibile delle reazioni termonucleari, fra altri cinque miliardi di anni, la nostra stella raggiungerà una temperatura trenta volte superiore, riscaldandosi fino a 180.000 gradi, prima di iniziare a raffreddarsi allo stadio di nana bianca. Le simulazioni al computer suggeriscono che le stelle possano diventare ancora più calde; in effetti, la temperatura più alta osservata per una di queste “stelle morenti” è stata misurata attorno ai 200.000 gradi. Dall’interpretazione degli spettri ultravioletti ottenuti dal telescopio spaziale Hubble sulla stella RX J0439.8-6809, gli autori del nuovo studio hanno ottenuto il nuovo record di 250.000 gradi, una temperatura che può essere raggiunta solo da una stella circa cinque volte più massiccia del nostro Sole. Questa nana bianca, ora in fase di raffreddamento, sembra aver raggiunto la sua temperatura massima di 400.000 gradi circa mille anni fa. La composizione chimica di questa rovente piccoletta desta ancora molti dubbi. Le analisi mostrano che sulla sua superficie sono presenti sia carbonio che ossigeno, prodotti della fusione nucleare dell’elio, un processo che avviene normalmente in profondità nel nucleo di una stella. RX J0439.8-6809 era già stata notata più di 20 anni fa come punto molto luminoso nelle immagini a raggi X, a significare un’enorme fonte di calore. Gli scienziati pensarono a una nana bianca che accendeva fuochi nucleari sulla sua superficie con l’idrogeno carpito a una stella compagna. Inoltre, gli astronomi ritenevano che la nana bianca fosse situata nella galassia a noi vicina, la Grande Nube di Magellano. Ora, i nuovi dati di Hubble mostrano invece che la stella si trova all’estrema periferia della Via Lattea, nel cosiddetto alone galattico, allontanandosene a una velocità di 220 chilometri al secondo. Lo spettro ultravioletto della stella conteneva anche un’altra sorpresa, indicando la presenza di gas che non appartiene alla stella, ma facente parte di una “nuvola” giustapposta tra la Via Lattea e RX J0439.8-6809. I ricercatori hanno calcolato che questa nube di gas sta scappando dalla Via Lattea a una velocità attorno ai 150 chilometri al secondo. Gli astronomi conoscevano l’esistenza di gas che viaggiano ad alta velocità in direzione della Grande Nube di Magellano, ma non erano in grado di dire con certezza se si trovassero nella Via Lattea o nella Grande Nube di Magellano. Trovare tale gas nello spettro di RX J0439.8-6809 offre ora la prova che la nube di gas appartiene alla Via Lattea. Tuttavia, e qui sta la vera sorpresa, la sua composizione chimica indica che ha avuto origine dallo spazio intergalattico. Secondo gli autori dello studio, questa è una prova a favore del fatto che le galassie raccolgono nuovo materiale dallo spazio profondo, materiale che possono quindi utilizzare per accendere nuove stelle.

di Stefano Parisini (INAF)

Aurore dove non te lo aspetti

Pensavate che le aurore fossero un fenomeno tipico solo sui pianeti del nostro Sistema solare? Un gruppo di astronomi ha dimostrato il contrario utilizzando il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), uno dei più importanti osservatori di radioastronomia del mondo, costituito da 27 antenne radio poste in una configurazione a Y sulla Piana di San Agustin, New Mexico. L’aurora individuata dagli esperti (la scoperta è stata pubblicata su Nature) è molto simile a quello che sulla Terra chiamiamo luci del Nord, insomma l’aurora boreale, ma 10 mila volte più potente di ogni altra aurora osservata finora. Fino a qui tutto normale, potreste pensare. La particolarità della scoperta (realizzata anche nel campo ottico con il telescopio Hale in California e il telescopio Keck alle Hawaii) sta nel fatto che questa volta l’aurora non è stata osservata su un pianeta (o in questo caso un esopianeta), bensì ma su una stella di piccola massa – una nana bruna chiamata LSR J1835+3259. Secondo quanto appurato dagli scienziati, la scoperta rivela un divario tra l’attività magnetica di stelle più massicce con quella di nane brune e pianeti. «Tutta l’attività magnetica che vediamo in questo oggetto può essere spiegata da potenti aurore», ha spiegato Gregg Hallinan, del California Institute of Technology (Caltech). «Ciò indica che l’attività aurorale sostituisce l’attività coronale (simile a quella del Sole, ndr) su nane brune e oggetti più piccoli». Osservando sia in radio che nell’ottico, gli esperti hanno scoperto che l’oggetto in questione – a 18 anni luce dalla Terra – presenta caratteristiche del tutto particolari e uniche, rispetto ad altre stelle. Le nane brune vengono anche chiamate stelle mancate, perché si tratta di oggetti troppo massicci per essere un pianeta ma allo stesso tempo troppo piccoli per riuscire ad attivare la reazioni termonucleari, “il motore” delle stelle. L’atmosfera attorno a LSR J1835+3259 (nane brune e stelle molto fredde presentano un guscio esterno) è ciò che supporta l’attività aurorale. La scoperta si inserisce nella vasta attività di ricerca sui pianeti extrasolari. I ricercatori hanno affermato che l’aurora su questa particolare nana bruna sembra essere innescata da un processo dinamo simile a quello visto sui grandi pianeti del nostro Sistema solare, e quindi diverso da ciò che causa le aurore sulla Terra (cioè l’interazione del campo magnetico con in venti solari). Hallinan ha aggiunto che il fenomeno osservato su LSR J1835+3259 è simile «all’aurora su Giove (vedi Media INAF, ndr), per esempio, ma migliaia di volte più potente. Questo ci dice che potrebbe essere possibile rilevare queste attività dai pianeti extrasolari, molti dei quali sono di molto più massicci di Giove».
di Eleonora Ferroni (INAF)

Gaia vince il jackpot stellare

Il satellite Gaia ha scoperto un sistema binario estremamente raro, in cui una stella “mangia” l’altra, ma nessuna delle due contiene idrogeno, l’elemento più comune nell’Universo. Il sistema potrebbe essere uno strumento importante per capire come le stelle binarie esplodano al termine della loro vita. Un team internazionale di ricercatori, con la collaborazione di alcuni astrofili, ha scoperto un sistema binario molto peculiare: il primo di questo tipo in cui una stella eclissa completamente l’altra. Si tratta di sistema classificabile come Variabile Cataclismica, ovvero una coppia di stelle formata da una nana bianca che attira a sé gli strati esterni della sua stella compagna, di fatto canniabalizzandola. Il sistema binario, che è stato chiamato Gaia14aae, potrebbe anche essere un importante  laboratorio per studiare le esplosioni di supernova utilizzate per stimare le distanze cosmiche e quindi per misurare l’espansione dell’Universo. I dettagli di questa ricerca saranno pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e sono disponibili a questo link. Gaia14aae si trova a circa 730 anni luce di distanza da noi nella costellazione del Dragone. È stato scoperto dal satellite Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea nel mese di agosto 2014, quando ha aumentato improvvisamente la propria luminosità diventando cinque volte più brillante nel corso di una sola giornata. Gli astronomi guidati da Heather Campbell dall’Università di Cambridge hanno analizzato i dati provenienti da Gaia e hanno determinato che l’esplosione improvvisa era dovuta al fatto che la nana bianca, un corpo celeste così denso che un cucchiaino del materiale che lo compone pesa quanto un elefante, sta divorando la sua grande compagna. Ulteriori osservazioni effettuate dal Center for Backyard Astrophysics, una collaborazione di astrofili e professionisti, hanno mostrato che Gaia14aae è una binaria a eclisse molto rara, in cui, dal nostro punto di osservazione, una stella passa davanti all’altra oscurandola completamente. Le due stelle orbitano una attorno all’altra molto rapidamente, così che si verifica un’eclissi totale all’incirca ogni 50 minuti. «È raro vedere sistemi binari così ben allineati», ha dichiarato Heather Campbell dell’Istituto di Astronomia di Cambridge, che ha guidato la campagna di osservazioni successiva alla scoperta per Gaia14aae. «Grazie a questa peculiarità, possiamo ottenere stime molto precise di alcuni parametri fisici del sistema, e quindi comprendere meglio come sono fatti e come evolvono questi corpi celesti. È un sistema interessante, c’è molto da imparare da lui». Utilizzando i dati spettroscopici raccolti dal William Herschel Telescope nelle Isole Canarie, Campbell e i suoi colleghi hanno scoperto che Gaia14aae contiene grandi quantità di elio, ma nessuna traccia di idrogeno, il che è molto insolito considerando che l’idrogeno è l’elemento più comune nell’Universo. La mancanza di idrogeno ha permesso di classificare Gaia14aae come un rarissimo tipo di sistema AM Canum Venaticorum (AM CVN), che a sua volta fa parte della classe delle Variabili Cataclismiche, sistemi in cui entrambe le stelle hanno perso tutto il loro idrogeno. Questo è il primo sistema di tipo AM CVn per il quale si osserva una delle due stelle eclissare totalmente l’altra. «È molto interessante il fatto che la prima scoperta di un sistema con queste caratteristiche arrivi alla comunità scientifica grazie alla segnalazione di un gruppo di astrofili», ha detto Campbell. «Questo mette in evidenza il contributo vitale che gli astronomi dilettanti forniscono alla ricerca scientifica». I sistemi del tipo AM CVn sono composti da una nana bianca, una stella piccola, densa e calda che sta letteralmente divorando la sua compagna più grande. Gli effetti gravitazionali della nana bianca sono così forti che costringe la stella compagna a gonfiarsi come un pallone e spostarsi inesorabilmente verso di lei. La stella compagna ha un volume pari a circa 125 volte quello del Sole, e dunque domina la nana bianca, che ha dimensioni simili alla Terra (all’incirca come il confronto tra una mongolfiera e una biglia). Tuttavia, la stella compagna è leggera: contiene solo l’1% della massa della nana bianca. I sistemi binari AM CVn sono di grande interesse per gli astronomi, poiché potrebbero fornire la chiave per svelare uno dei più grandi misteri dell’astrofisica moderna, ovvero ciò che provoca esplosioni di supernova di tipo Ia. Questa tipologia di supernova è importante in astrofisica perché produce un picco di luminosità di cui conosciamo il valore assoluto, e questo la rende uno strumento importante per misurare le distanze cosmiche, e dunque l’espansione dell’Universo. Nel caso di Gaia14aae, non sappiamo se le due stelle si scontreranno causando l’esplosione di una supernova, o se la nana bianca farà in tempo a divorare tutta la sua compagna prima che questo evento esplosivo possa accadere. «Questo è un sistema eccezionale: un rarissimo sistema binario in cui le orbite delle stelle completano un’orbita più velocemente della lancetta dei minuti di un orologio, e in più sono orientate in modo da eclissarsi l’un l’altra», ha detto Tom Marsh dell’Università di Warwick. «Saremo in grado di misurare le loro dimensioni e le masse con una precisione superiore a qualsiasi sistema di questo tipo. Ciò è molto promettente e crea aspettative molto alte sulle prossime scoperte del satellite Gaia». «Si tratta di un incredibile primato per Gaia, e vogliamo che sia il primo di molti», ha detto Simon Hodgkin dell’Istituto di Astronomia di Cambridge, che sta conducendo la ricerca di altre sorgenti variabili, o transienti, nei dati Gaia. «Gaia ha già trovato centinaia di transienti nei suoi primi mesi di attività, e sappiamo che ce ne sono ancora molte da scoprire». «Questa scoperta dei colleghi Inglesi», dice Mario Lattanzi dell’INAFOsservatorio Astronomico di Torino, responsabile della partecipazione italiana alla missione Gaia «ovvero un sistema simbiotico dalle caratteristiche uniche, dimostra la capacità di Gaia, qui nella sua veste di “guardiano della Via Lattea”, e del sistema di processamento realizzato nell’ambito del consorzio Europeo DPAC (Data Processing and Analysis Consortium), di rilevare sistemi variabili (come nel caso dei lavori scientifici a rilevante partecipazione INAF di cui avevamo dato notizia lo scorso giugno, n.d.r.) e di darne rapida comunicazione alla rete di telescopi, tra cui anche strutture amatoriali, che partecipano allo sforzo per la conferma e le prime caratterizzazioni spettroscopiche di dettaglio. Nonostante alcuni difetti riscontrati durante la calibrazione in orbita, il cui impatto è stato brillantemente minimizzato grazie allo sforzo dei team del DPAC, anche Italiani, il satellite è ormai al top delle sue potenzialità in modalità scientifica». «In questo senso», prosegue Lattanzi «l’Universo degli oggetti variabili (che siano parte del Sistema Solare, stelle di ogni tipo e natura, sistemi planetari più o meno vicini oppure oggetti extragalattici), è fin dal principio del suo concepimento uno dei casi scientifici  più importanti della missione Gaia, da cui ci si aspettano le scoperte più curiose e inaspettate. Basta ricordare che il nostro “guardiano” continuerà per altri quattro anni almeno a riosservare, in media, la stessa zona della nostra Galassia più di una volta al mese. Bisogna allora prepararsi alle tante nuove meravigliose novità di cui Gaia ci dirà nel futuro… L’occhio di Gaia ne vedrà delle belle!». L’obiettivo principale della missione Gaia, finanziata dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e coinvolge scienziati di tutta Europa, è quello di fornire la più vasta e precisa mappa tridimensionale della Via Lattea. Durante i cinque anni della sua attività nominale, che ha avuto inizio alla fine del 2013, la camera da un miliardo di pixel di Gaia osserverà e misurerà con estrema precisione il moto delle stelle e le loro orbite attorno al centro della galassia. Punterà i suoi strumenti su ogni stella circa un centinaio di volte, aiutandoci a comprendere l’origine e l’evoluzione della Via Lattea. La ricerca è stata realizzata dai team Gaia dell’ESA, DPAC, e il DPAC Photometric Science Alerts. Il DPAC è finanziato da istituzioni nazionali, in particolare quelle istituzioni che partecipano dell’accordo multilaterale Gaia. La partecipazione Italiana a Gaia vede la presenza di numerose sedi INAF ed è cofinanziata dall’ASI
di Elisa Nichelli (INAF)

Novae: fabbriche di Litio nell’Universo

Più Litio del previsto nell’esplosione di una nova. E’ quanto riscontrato da un team di astronomi del National Astronomical Observatory of Japan, dell’Università Osaka Kyoiku, dell’Università di Nagoya University, e dell’Università di Kyoto Sangyo che ha condotto uno studio approfondito sulla Nova Delphini 2013, osservata il 14 agosto 2013.  Una nova è un’esplosione che avviene sulla superficie di una nana bianca, una stella compatta e molto calda, quando la sua compagna le cede una grande quantità di materiale. Se le due stelle si trovano abbastanza vicine, la compagna cede materia alla nana bianca attraverso un disco di accrescimento. Il materiale accumulato può scaldarsi fino al punto di innescare una reazione esplosiva che chiamiamo nova. Utilizzando lo spettrografo ad alta dispersione (Hign Dispersion Spectrograph, HDS) montato sul Telescopio Subaru da 8.2 metri, il team di astronomi giapponesi guidato da Akito Tajitsu ha scoperto che l’esplosione di questa nova ha prodotto una quantità di Litio maggiore di quella prevista dalle simulazioni.

Impressione artistica dell'esplosione di nova. Crediti: National Astronomical Observatory of Japan

Il Litio è un elemento chiave nello studio dell’evoluzione chimica dell’universo, poiché è stato prodotto attraverso differenti canali: la nucleosintesi primordiale del Big Bang, le collisioni tra raggi cosmici e il mezzo interstellare, all’interno delle stelle e come risultato delle esplosioni di novae e supernovae. Fino ad oggi le stime ottenute per questi vari processi erano solamente indirette. Questa nuova osservazione fornisce la prima evidenza diretta di un rilascio di Litio nel mezzo galattico da parte di un oggetto stellare. «La correlazione tra novae e la produzione di Litio era stata già evidenziata nel 2008 da un lavoro di George Wallerstein» ci ha spiegato Ulisse Munari dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Padova. «In quell’articolo si mostrava che le uniche binarie simbiotiche a mostrare Litio negli spettri erano quelle che avevano subito esplosioni di nova. Lo studio del team giapponese mostra che la produzione di Litio è rilevabile anche in novae che non abbiano una gigante rossa come stella che trasferisce massa ad una nana bianca, ma una più normale nana rossa. Ora la palla passa nel campo dei teorici, per la ricerca e definizione della serie di reazioni nucleari che rendano ragione della diffusa presenza del Litio, normalmente non presente in quantità significative nelle simulazioni teoriche sino ad ora compiute». La speranza è che questa scoperta, insieme alle future osservazioni di altri eventi simili, possa aiutarci a migliorare la nostra conoscenza dell’evoluzione chimica della galassia. Questa ricerca verrà pubblicata sul numero di Nature del 19 febbraio, con il titolo “Explosive lithium production in the classical nova V339 Del (Nova Delphini 2013)”. Nella foto impressione artistica dell’esplosione di nova. Crediti: National Astronomical Observatory of Japan
di Elisa Nichelli (INAF)

La nana bruna che manca all’appello

Doveva esserci eppure non c’è. Si tratta di una nana bruna che avrebbe dovuto essere in orbita intorno alla insolita stella doppia V471 Tauri. Il nuovo strumento SPHERE montato sul telescopio VLT (Very Large Telescope) dell’ESO,  usato per avere conferma della sua presenza, ha dato agli astronomi la miglior veduta finora dei dintorni di questo oggetto interessante. E non hanno trovato nulla: la sorprendente assenza di questa nana bruna prevista con un alto livello di confidenza significa che la spiegazione convenzionale per lo strano comportamento di V471 Tauri è sbagliata. Questo risultato inatteso viene descritto nel primo articolo scientifico basato su osservazioni ottenute con SPHERE. Le immagini di questo strumento sono così accurate che sarebbero state in grado di rivelare un compagno come una nana bruna 70 mila volte più debole della stella centrale, a soli 0,26 arcosecondi da essa. La nana bruna prevista in questo caso era molto più brillante. Alcune coppie di stelle sono formate da due stelle normali di massa leggermente diversa. Quando la stella di massa un poco più alta invecchia e si espande diventando una gigante rossa, il materiale viene trasferito all’altra stella e finisce per circondare entrambi gli oggetti con un grande involucro gassoso. Quando questa nube si disperde, le due stelle si avvicinano fino a formare una coppia molto stretta composta da una nana bianca e da una stella più normale. Queste coppia sono chiamate binarie “dopo la fase di l’inviluppo comune” (o post-common-envelope in inglese). Una di queste coppia stellari si chiama V471 Tauri e il nome deriva dal fatto che l’oggetto è la 471esima stella variabile (o, a un’analisi più approfondita, coppia di stelle) identificata nella costellazione del Toro. E’ membro dell’ammasso stellare delle Iadi nella costellazione del Toro e si stima che abbia circa 600 milioni di anni e si trovi a circa 163 anni luce dalla Terra. Le due stelle sono molto vicine, con un’orbita di circa 12 ore l’una intorno all’altra. Due volte in ogni orbita una stella passa davanti all’altra – questo porta a variazioni regolari nella luminosità della coppia se osservata dalla Terra mentre una stella eclissa l’altra. Un’equipe di astronomi, guidata da Adam Hardy (Universidad Valparaíso, Valparaíso, Cile) ha usato anche il sistema ULTRACAM sul telescopio NTT (New Technology Telescope) dell’ESO per misurare con grande precisione questi cambiamenti di luminosità. I tempi dell’eclisse sono stati misurati con un’accuratezza minore di due secondi – un grande miglioramento rispetto alle misure precedenti. Il momento in cui le eclissi si verificavano, però, non era regolare, ma ciò poteva essere ben spiegato assumendo che in orbita intorno a entrambe le stelle ci fosse una nana bruna, la cui attrazione gravitazionale disturbava l’orbita delle due stelle della coppia. Il gruppo trovò anche che ci poteva essere un secondo compagno più piccolo. In ogni caso finora non era mai stato possibile ottenere un’immagine di una nana bruna debole vicina a stelle molto più brillanti. «Molti articoli suggeriscono l’esistenza di questo oggetto circumbinario, ma i risultati trovati qui forniscono evidenza contraria a questa ipotesi», ha commentato Adam Hardy. Se non ci sono altri oggetti in orbita, cosa può provocare gli strani cambiamenti dell’orbita della binaria? Molte teorie sono state proposte e, mentre alcune di queste sono già state escluse, è possibile che gli effetti siano causati da variazioni del campo magnetico nella più grande delle due stelle, un meccanismo simile ai cambiamenti, più piccoli, osservati sul Sole. Questo effetto è noto come meccanismo di Applegate e risulta in variazioni regolari nella forma della stella, che portano quindi a cambiamenti nella luminosità apparente della stella doppia quando viene osservata da Terra. «Uno studio come questo era necessario da molti anni, ma è diventato possibile solo con l’avvento di nuovi potenti strumenti come SPHERE. Questo è il modo in cui funziona la scienza: osservazioni con nuova tecnologia possono confermare o, come in questo caso, confutare idee precedenti. Questo è un modo eccellente di iniziare la vita osservativa di questo fantastico strumento», ha concluso Adam Hardy.
di Eleonora Ferroni (INAF)

Una nuova classe di stelle binarie

La maggior parte delle stelle nella nostra galassia trascorre “una vita in coppia”, in particolare le stelle più massicce. E normalmente queste coppie tendono ad essere simili riguardo la massa. Ma non è sempre vero. In una ricerca destinata a trovare coppie dove la differenza di massa fosse significativa un team di astronomi ha trovato una nuova classe di stelle binarie: una delle stelle è già completamente formata, mentre l’altra è ancora nella sua infanzia.
«Le abbiamo colte al momento giusto, praticamente in sala parto», ha affermato l’autore Maxwell Moe del Centro Harvard-Smithsonian per l’Astrofisica (CFA). La stella più massiccia è più luminosa e ciò rende difficile trovare sistemi binari con così differente rapporto di massa, perché la più grande surclassa la più piccola. Per contrastare questo effetto, Moe e il suo collega del CfA Rosanne Di Stefano hanno cercato sistemi in cui le due stelle erano allineate in modo tale da passare periodicamente una di fronte all’altra. Quando la stella più debole eclissa la stella più luminosa, la misura della loro luce combinata scende in maniera rilevabile. Sono sistemi rari, questi, da trovare perché richiedono un preciso allineamento di vista dalla Terra.
Spulciando tra migliaia di sistemi ad eclisse i ricercatori hanno identificato 18 sistemi binari estremi nel rapporto di massa nella nostra galassia vicina, la Grande Nube di Magellano. Le stelle rilevate hanno strette orbite reciproche che vanno da 3 a 9 giorni. Le più massicce hanno una massa da 6 a 16 volte del Sole, mentre le meno massicce hanno circa metà della massa della nostra stella.
Un indizio per la giovane natura di questi sistemi è venuto da una caratteristica insolita nei dati. La stella più debole mostra, infatti, fasi di illuminazione, come le fasi della luna. Ciò indica che la compagna più giovane riflette la luce della stella più massiccia e brillante.
Nei giovani sistemi identificati dalla ricerca, la stella più massiccia è già sulla sequenza principale, ma non il suo giovane compagno, poiché ancora si contrae e non ha raggiunto il suo equilibrio. Si offre così come un gigantesco specchio alla luminosità della sua compagna più massiccia.
La scoperta di queste coppie stellari potrebbe fornire preziose informazioni sulla formazione e l’evoluzione delle stelle massicce, dei sistemi binari e dei vivai stellari.
Redazione Media Inaf

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