Credito d'immagine: NRAO
Gli astronomi che utilizzano il radiotelescopio Very Large Array (VLA) della National Science Foundation stanno approfittando di un'opportunità irripetibile per vedere una vecchia stella improvvisamente tornare a nuova attività dopo essere giunto alla fine della sua vita normale. I loro sorprendenti risultati li hanno costretti a cambiare le loro idee su come una vecchia stella nana bianca possa riaccendere la sua fornace nucleare per un'ultima scarica di energia.
Le simulazioni al computer avevano previsto una serie di eventi che avrebbero seguito una simile riaccensione delle reazioni di fusione, ma la stella non ha seguito la sceneggiatura: gli eventi si sono spostati 100 volte più rapidamente di quanto previsto dalle simulazioni.
"Ora abbiamo prodotto un nuovo modello teorico di come funziona questo processo e le osservazioni VLA hanno fornito le prime prove a sostegno del nostro nuovo modello", ha affermato Albert Zijlstra, dell'Università di Manchester nel Regno Unito. Zijlstra e i suoi colleghi hanno presentato le loro scoperte nel numero dell'8 aprile della rivista Science.
Gli astronomi hanno studiato una stella nota come V4334 Sgr, nella costellazione del Sagittario. È meglio noto come "L'oggetto di Sakurai", dopo l'astronomo dilettante giapponese Yukio Sakurai, che lo scoprì il 20 febbraio 1996, quando improvvisamente raggiunse una nuova luminosità. Inizialmente, gli astronomi pensavano che lo sfogo fosse una comune esplosione della nova, ma ulteriori studi hanno dimostrato che l'Oggetto di Sakurai era tutt'altro che comune.
La stella è una vecchia nana bianca a corto di idrogeno per reazioni di fusione nucleare nel suo nucleo. Gli astronomi ritengono che alcune di queste stelle possano subire un ultimo scoppio di fusione in un guscio di elio che circonda un nucleo di nuclei più pesanti come carbonio e ossigeno. Tuttavia, l'esplosione dell'Oggetto di Sakurai è la prima esplosione di questo tipo vista nei tempi moderni. Scoppi stellari osservati nel 1670 e nel 1918 potrebbero essere stati causati dallo stesso fenomeno.
Gli astronomi prevedono che il Sole diventerà un nano bianco in circa cinque miliardi di anni. Una nana bianca è un nucleo denso lasciato dopo la fine della normale vita di una stella alimentata dalla fusione. Un cucchiaino di materiale nano bianco peserebbe circa 10 tonnellate. Le nane bianche possono avere masse fino a 1,4 volte quella del Sole; le stelle più grandi collassano alla fine della loro vita in stelle di neutroni ancora più dense o buchi neri.
Le simulazioni al computer hanno indicato che la convezione stimolata dal calore (o "ebollizione") avrebbe portato l'idrogeno dall'involucro esterno della stella verso il basso nel guscio di elio, provocando un breve lampo di nuova fusione nucleare. Ciò provocherebbe un improvviso aumento della luminosità. I modelli di computer originali suggerivano una sequenza di eventi osservabili che si sarebbero verificati nell'arco di alcune centinaia di anni.
"L'oggetto di Sakurai ha attraversato le prime fasi di questa sequenza in pochi anni - 100 volte più veloce di quanto ci aspettassimo - quindi abbiamo dovuto rivedere i nostri modelli", ha detto Zijlstra.
I modelli riveduti prevedevano che la stella avrebbe dovuto riscaldarsi rapidamente e iniziare a ionizzare i gas nella sua regione circostante. "Questo è ciò che ora vediamo nelle nostre ultime osservazioni VLA", ha detto Zijlstra.
"È importante comprendere questo processo. L'oggetto di Sakurai ha espulso una grande quantità di carbonio dal suo nucleo interno nello spazio, sia sotto forma di gas che di polvere. Questi troveranno la loro strada in regioni dello spazio in cui si formano nuove stelle e i granelli di polvere possono essere incorporati in nuovi pianeti. Alcuni granuli di carbonio trovati in un meteorite mostrano rapporti isotopici identici a quelli trovati nell'Oggetto di Sakurai e pensiamo che potrebbero provenire da un tale evento. I nostri risultati suggeriscono che questa fonte di carbonio cosmico potrebbe essere molto più importante di quanto sospettassimo prima ”, ha aggiunto Zijlstra.
Gli scienziati continuano a osservare l'Oggetto di Sakurai per sfruttare la rara opportunità di conoscere il processo di riaccensione. Stanno facendo nuove osservazioni VLA proprio questo mese. I loro nuovi modelli prevedono che la stella si riscaldi molto rapidamente, quindi si raffreddi lentamente, tornando alla sua temperatura attuale intorno all'anno 2200. Pensano che ci sarà un altro episodio di riscaldamento prima che inizi il suo raffreddamento finale a una cenere stellare.
Zijlstra ha lavorato con Marcin Hajduk dell'Università di Manchester e la Nikolaus Copernicus University, Torun, Polonia; Laboratorio nazionale Falk Herwig di Los Alamos; Peter A.M. van Hoof della Queen’s University di Belfast e il Royal Observatory del Belgio; Florian Kerber dell'Osservatorio europeo meridionale in Germania; Stefan Kimeswenger dell'Università di Innsbruck, Austria; Don Pollacco della Queen’s University di Belfast; Aneurin Evans della Keele University nello Staffordshire, Regno Unito; Jose Lopez dell'Università Nazionale Autonoma del Messico a Ensenada; Myfanwy Bryce di Jodrell Bank Observatory nel Regno Unito; Stewart P.S. Eyres dell'Università del Lancashire Centrale nel Regno Unito; e Mikako Matsuura dell'Università di Manchester.
Il National Radio Astronomy Observatory è una struttura della National Science Foundation, gestita in accordo con la cooperazione da Associated Universities, Inc.
Fonte originale: Comunicato stampa NRAO
