Spazio

Una nana bianca pronta ad esplodere

Un gruppo di ricercatori italiani dell’Istituto Nazione di Astrofisica (INAF) è riuscito a definire la reale natura di RX J0648-4418. Si tratta di una nana...

Un gruppo di ricercatori italiani dell’Istituto Nazione di Astrofisica (INAF) è riuscito a definire la reale natura di RX J0648-4418. Si tratta di una nana bianca che ruota molto rapidamente intorno al proprio asse. Un oggetto che, pur avendo un diametro di quasi 7.000 km, pari solo a circa metà di quello della Terra, è uno tra i più massicci del suo genere finora scoperto. La maggior parte delle nane bianche concentra circa 0,6 masse solari in un volume pari a quello della Terra, in questo caso invece una massa circa doppia rispetto a tale valore è contenuta in un oggetto con un diametro pari a metà di quello del nostro pianeta. Per di più, RX J0648-4418 ruota attorno al proprio asse alla impressionante velocità di appena 13 s (un altro record), un valore che non desterebbe stupore per una stella di neutroni. Se la velocità di rotazione fosse un pò più rapida, la sua struttura non sopporterebbe l'enorme forza centrifuga prodotta e la stella si disintegrerebbe. Inoltre, la presenza di una stella compagna che le sta “cedendo” materia potrebbe portare RX J0648-4418 ad esplodere come supernova entro qualche milione di anni.

Disegno artistico di come la nana bianca RXJ0648-4418 e la stella compagna ci apparirebbero se potessimo osservarle da vicino. Gli strati più esterni dell'atmosfera della stella compagna vengono attratti dalla forza gravitazionale della nana bianca e spiraleggiano vorticosamente intorno ad essa creando un disco. Questa materia col tempo precipita sulla nana bianca, aumentandone progressivamente la massa. Quando questa supererà il valore di 1,4 masse solari, esploderà come supernova.

Questa strana nana bianca orbita attorno ad una stella gigante, denominata HD 49798, insieme alla quale forma un sistema detto "binario”. La stella compagna sta cedendo a RXJ0648-4418 grandi quantità di materia sotto forma di gas proveniente dagli strati più esterni della sua atmosfera, rendendo la nana bianca sempre più massiccia. Gli astronomi stimano che tra qualche milione di anni la quantità di materia che si andrà accumulando su RXJ0648-4418 sarà sufficientemente elevata da innescarne il collasso gravitazionale, che potrebbe portare alla sua esplosione come una supernova di tipo Ia. Si ritiene infatti che limite di massa perché ciò avvenga sia pari a circa 1,4 masse solari.

L’appartenenza della nana bianca ad un sistema binario ha permesso si misurarne la massa in maniera estremamente accurata e soprattutto senza dover ricorrere ad assunzioni o modelli teorici difficili da verificare, ma basandosi soltanto su leggi ben note della meccanica classica.

Per arrivare a questa scoperta sono state determinanti le osservazioni nei raggi X effettuate dal satellite dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) XMM-Newton. È infatti impossibile studiare questa nana bianca nella luce visibile, poiché la sua stella compagna è molto più grande e luminosa. Le osservazioni nei raggi X hanno così permesso di svelare la natura di RXJ0648 e fornire informazioni decisive sulla sua massa, che avranno importanti ricadute anche nello studio dei processi che regolano lo scambio di materia nei sistemi stellari binari, della struttura interna delle stelle nane bianche o dell'origine delle supernovae di tipo Ia.

Gli astronomi sono sulle tracce di questo misterioso oggetto fin dal 1997, quando fu scoperto che qualcosa stava producendo radiazione X nelle vicinanze della stella brillante denominata HD 49798. Ora grazie alla sensibilità degli strumenti montati a bordo di XMM-Newton, si è riusciti a ricavarne l’orbita e a stabilire che si tratta di una nana bianca, ciò che resta della morte di una stella di massa relativamente piccola.

L’esplosione di una nana bianca è la spiegazione più accreditata per il fenomeno classificato come supernova di tipo Ia, un evento estremamente brillante che insieme ad altri dello stesso tipo vengono utilizzati come “candele campione” per misurare le distanze cosmiche e l’espansione dell’Universo. Finora, non si era mai riusciti a trovare una nana bianca in fase di accrescimento in un sistema binario in cui fosse possibile determinare accuratamente anche le masse degli oggetti.

5 settembre 2009 Mario Di Martino
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