La drammatica fine di due nane bianche

Rappresentazione artistica che mostra la zona centrale della nebulosa planetaria Henize 2-428. Il nucleo di questo oggetto singolare è formato da due nane bianche che piano piano si avvicineranno l’una all’altra, fondendosi entro 700 milioni di anni. Questo evento produrrà una spettacolare supernova di tipo Ia e distruggerà entrambe le stelle. Crediti: ESO/L. Calçada

L’equipe di astronomi guidata da Miguel Santander-García (Observatorio Astronómico Nacional, Alcalá de Henares, Spagna; Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC), Madrid, Spagna), usando il Very Large Telescope dell’ESO insieme con telescopi delle Isole Canarie, ha identificato due stelle degeneri nel cuore della nebulosa planetaria Henize 2-428. Le due nane bianche sono in orbita l’una intorno all’altra e perciò ci si aspetta che diventino a mano a mano sempre più vicine e, quando alla fine si fonderanno, tra circa 700 milioni di anni, conterranno materiale a sufficienza per innescare una potente esplosione di supernova di tipo Ia. Questo tipo di evento si verifica quando una nana bianca acquisisce massa in eccesso – per accrescimento da una stella compagna o per fusione con un’altra nana bianca. Quando la massa oltrepassa il cosiddetto limite di Chandrasekhar la stella non riesce più a sostenersi e inizia a contrarsi: questa implosione fa aumentare a dismisura la sua temperatura interna sviluppando una reazione nucleare incontrollata che fa a pezzi la stella.

Quella che è stata scoperta è una coppia stretta di nane bianche – resti stellari molto piccoli ma estremamente densi – che ha una massa totale di circa 1,8 volte quella del Sole. È la coppia più massiccia finora trovata. Il limite di Chandrasekhar è la massa più grande che una nana bianca può sopportare prima di collassare gravitazionalmente (questo valore è ben noto e vale circa 1,4 volte la massa del Sole).

Il team di ricercatori che ha trovato questa coppia massiccia stava in realtà lavorando a un problema diverso: voleva scoprire il modo in cui alcune stelle, giunte nella fase finale del loro ciclo evolutivo, producono delle nebulose asimmetriche, di forma strana. Uno degli oggetti studiati era l’anomala nebulosa planetaria conosciuta come Henize 2-428. «Quando abbiamo osservato la stella centrale di questo oggetto con il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO abbiamo trovato non un solo oggetto, ma una coppia di stelle nel cuore di questa deforme nube incandescente», ha commentato il co-autore del paper, pubblicato su Nature, Henri Boffin dell’ESO.

Questa scoperta dà credito alla teoria che una stella centrale doppia possa spiegare la forma inusuale di alcune di queste nebulose, ma c’era un risultato ancora più interessante. «Ulteriori osservazioni effettuate con i telescopi sulle Isole Canarie hanno permesso di determinare l’orbita delle due stelle e dedurne la massa e la separazione. E qui abbiamo avuto la sorpresa più grande», riferisce Romano Corradi, un altro degli autori dello studio e ricercatore all’Instituto de Astrofísica de Canarias (Tenerife, IAC).  «Finora, la formazione di supernove di tipo Ia a causa della fusione di due nane bianche era solo una previsione teorica», ha spiegato David Jones, co-autore dell’articolo e Fellow dell’ESO nel momento in cui sono stati ottenuti i dati. «La coppia di stelle in Henize 2-428 è invece reale!». Santander-García ha concluso: «È un sistema veramente enigmatico. Avrà ripercussioni importanti sullo studio delle supernove di tipo Ia, usate diffusamente per misurare le distanze astronomiche e chiave della scoperta che l’espansione dell’Universo sta accelerando a causa dell’energia oscura».

Gli astronomi hanno scoperto che la massa di ciascuna delle stelle è poco più piccola di quella del Sole e che le orbite reciproche durano circa quattro ore. Sono sufficientemente vicine l’una all’altra perché, secondo la teoria della relatività generale di Einstein, si avvicinino sempre di più, con un moto a spirale accompagnato da emissione di onde gravitazionali, prima di fondersi in una singola stella entro circa 700 milioni di anni. La stella che ne risulterà sarà così massiccia che nulla potrà impedirne il collasso e la successiva esplosione come supernova.  Ai posteri il drammatico spettacolo…

Per saperne di più:

• Clicca QUI per leggere il comunicato in inglese dell’ESO
• Leggi QUI il paper pubblicato su Nature: “The double-degenerate, super-Chandrasekhar nucleus of the planetary nebula Henize 2–428″, di M. Santander-Garcìa et al.

Fonte: Media INAF | Scritto da Eleonora Ferroni