La stella V Sagittae è il prossimo candidato a esplodere nella pirotecnica stellare e un team di astronomi ha fissato l'anno per quell'esplosione cataclismica al 2083 o giù di lì. V Sagittae è nella costellazione della Sagitta (latino per freccia), una costellazione fioca e appena percettibile nel cielo settentrionale. V Sagittae dista circa 1100 anni luce dalla Terra.
Nel 1902 gli astronomi scoprirono V Sge come una stella variabile e nel 1963 un team di astronomi guidato dall'americano George Herbig lo identificò come una stella binaria. È in una classe di stelle chiamate variabili cataclismiche (CV), in cui una stella normale orbita attorno a una nana bianca. La stella orbitante è la stella primaria e la stella secondaria è una stella di trasferimento di massa.
In una variabile cataclismica, le due stelle sono abbastanza vicine tra loro che la gravità della nana bianca distorce la stella secondaria. Il materiale della stella secondaria, o stella del donatore, viene attirato in un anello di accrescimento attorno alla nana bianca. Il materiale nel disco di accrescimento emette una forte energia di raggi UV e raggi X mentre cade nella nana bianca.
"In tutti gli altri CV conosciuti la nana bianca è più massiccia della normale stella in orbita, quindi V Sge è assolutamente unica."
Professore emerito Bradley E. Schaefer, dipartimento di fisica e astronomia dell'LSU; Autore principale
Secondo una nuova ricerca, le stelle di V Sge sono in una spirale mortale. Nei prossimi decenni, V Sge si illuminerà in modo drammatico. Quindi, verso il 2083, raggiungerà un punto di non ritorno. Ci sarà così tanto trasferimento di massa dalla stella del donatore alla nana bianca che la stella del donatore si avvicinerà a spirale fino a quando non si fondono. Quella inevitabile fusione causerà una nova catastrofica.
Il professor Emeritus Bradley E. Schaefer, Dipartimento di Fisica e Astronomia della LSU, ha guidato il nuovo studio.
"Ora abbiamo una forte previsione per il futuro di V Sge", ha dichiarato il professor Schaefer in un comunicato stampa. “Nei prossimi decenni, la stella si illuminerà rapidamente. Intorno all'anno 2083, il suo tasso di accrescimento aumenterà catastroficamente, spargendo massa a tassi incredibilmente alti sulla nana bianca, con questo materiale che brucia via. Negli ultimi giorni di questa spirale mortale, tutta la massa della stella compagna cadrà sulla nana bianca, creando un vento super-massiccio dalla stella che si fonde, apparendo brillante come Sirio, forse persino brillante come Venere. ”
La nuova ricerca è stata presentata al meeting annuale dell'American Astronomical Society.
Le variabili cataclismiche sono una vasta categoria di stelle con molti tipi diversi. V Sge è tra i tipi più estremi. Nel caso di V Sge, la stella del donatore è quasi quattro volte più massiccia del suo compagno nano bianco, rendendola l'unico CV noto in cui la stella del donatore è più massiccia del nano.
V Sge è circa 100 volte più luminoso di qualsiasi altro CV noto. La coppia sta alimentando un vento stellare enormemente potente, e questo pone una fine spettacolare al sistema binario. L'estrema luminosità significa solo una cosa: la nana bianca sta strappando sempre più materiale dalla stella donatrice. Parte di quel materiale si accumulerà sul nano bianco e alcuni saranno accelerati nello spazio lontano dal nano bianco in un feroce vento solare, annebbiando il sistema. Alla fine la stella del donatore perderà così tanto materiale da far decadere l'orbita e le due si scontreranno.
"In tutti gli altri CV conosciuti la nana bianca è più massiccia della normale stella in orbita, quindi V Sge è assolutamente unica", ha detto Schaefer.
Gli astronomi sanno da molto tempo che V Sge era un binario insolito con strane proprietà. Ma solo ora hanno capito che la coppia era in una stretta spirale di morte. Questo perché ci sono foto archiviate di V Sge risalenti al 1890 che mostrano la stella illuminarsi nel tempo mentre il nano bianco accumula sempre più materiale dal donatore.
"In precedenza, gli astronomi avevano studiato V Sge, rendendosi conto che si tratta di un sistema insolito con proprietà estreme", ha dichiarato Juhan Frank, un membro del team. "Tuttavia, nessuno si era reso conto che l'orbita binaria si muoveva a spirale molto velocemente."
V Sge sta vivendo un illuminamento estremo di un fattore di 10x e 2,5 magnitudini dal 1907 circa, secondo l'archivio di immagini dell'American Association of Variable Star Observers.
"V Sge sta guadagnando in modo esponenziale luminosità con una scala temporale raddoppiante di 89 anni", ha detto Frank. "Questo schiarimento può solo comportare che il tasso di massa che cade dalla normale stella compagna aumenti in modo esponenziale, in ultima analisi perché l'orbita binaria si sta muovendo a spirale rapidamente".
"In previsione di questo rapido decadimento dell'orbita, il destino di V Sge è segnato", ha dichiarato Schaefer. “La fisica critica e semplice è derivata da V Sge con la stella compagna molto più massiccia della stella nana bianca, costringendo così il tasso di trasferimento di massa ad aumentare esponenzialmente. Anticipando i prossimi decenni, V Sge si avvierà a spirale ad un ritmo rapido con luminosità crescente. "
"Inevitabilmente, questa spirale arriverà al culmine con la maggior parte del gas nella stella normale che cadrà sulla nana bianca, il tutto entro le ultime settimane e giorni", ha detto Schaefer. "Questa massa in calo rilascerà un'enorme quantità di energia potenziale gravitazionale, guidando un vento stellare come mai visto prima, e aumentando la luminosità del sistema a poco meno di quella delle supernovae al picco."
Con tutti i dati storici, il team è stato in grado di calcolare quando V Sge si scontrerà insieme.
"Da questo nuovo input critico della scala del tempo raddoppiante di 89 anni, diventa possibile calcolare direttamente l'evoluzione futura di V Sge, usando tutte le equazioni standard che descrivono i numerosi meccanismi fisici coinvolti", ha detto Schaefer.
I calcoli mostrano che la collisione cataclismica avverrà nel 2083 +/- 16 anni.
"L'incertezza in questa data è di ± 16 anni, derivante principalmente dal non avere una misura perfetta della scala dei tempi di raddoppio a causa del grande jitter intrinseco della luminosità nel record storico", ha detto Frank. "Pertanto, l'unione sarà approssimativamente tra il 2067 e il 2099, molto probabilmente vicino al centro di questo intervallo."
Il picco di luminosità durerà circa un mese e sarà tra Venere e Sirio in questo senso. Una volta che le due stelle si sono fuse, la stella del donatore sparirà e rimarrà solo una stella gigante rossa. Quella stella avrà un nucleo di materia elettronica degenerata, costituita da elettroni forzati nello stato di energia più basso dal materiale sovrastante. Il materiale sovrastante in questo caso sarà uno strato di combustione dell'idrogeno circondato da un vasto alone di prevalentemente idrogeno.
Quando la fusione e lo schiarimento avvengono, sarà storico. L'evento V Sge non sarà brillante come la famosa Supernova di Keplero del 1604. La Supernova di Keplero fu visibile nel cielo diurno per circa tre settimane, e fu registrata da diverse civiltà in tutto il mondo in quel momento. Ma V Sge sarà visibile anche a occhio nudo.
"Così, V Sge apparirà sorprendentemente brillante nel cielo notturno", ha detto Schaefer. "Questo è sostanzialmente più luminoso della nova più brillante di tutti i tempi (a -0,5) poco più di un secolo fa, e l'ultima volta che una" guest star "è apparsa più luminosa è stata la Supernova di Keplero nel 1604."
"Ora le persone in tutto il mondo possono sapere che vedranno una meravigliosa guest star brillare come la più luminosa nel cielo per circa un mese, puntata dalla Freccia proprio sotto Cygnus, il Cigno", ha detto Schaefer.
Le novelle create da questo tipo di fusione sono utilizzate come candele standard in astronomia, consentendo agli astronomi di misurare distanze enormi. Alcuni novas lasciano anche i resti, anche se non sono energici o massicci come i resti di supernova. I resti di Nova possono durare per alcuni secoli.
Di Più:
- Comunicato stampa: Binary Star V Sagittae esploderà come una "Nova" molto luminosa alla fine di Century
- Informazioni di supporto: https://www.lsu.edu/physics/v_sagittae.php
- Space Magazine: questa stella è diventata Nova ogni anno, per milioni di anni
