Credito immagine: SDSS
I ricercatori dell'Università di Washington hanno sviluppato un nuovo metodo per studiare insoliti accoppiamenti astronomici: variabili pre-cataclismiche: una nana bianca e una nana rossa che orbitano strettamente l'una attorno all'altra. Prima di questo nuovo metodo, erano stati scoperti solo 100 di questi oggetti, ma questo nuovo metodo ha rivelato altri 400 dati provenienti da Sloan Digital Sky Survey. Quando le due stelle si avvicinano abbastanza, il materiale proveniente dai nani rossi scorre sul nano bianco e si deposita sulla superficie. Questo riscalda il nano bianco e può farlo esplodere come una supernova.
Fino a poco tempo fa, gli astrofisici che studiavano sistemi esotici di stelle accoppiando un nano bianco e un nano rosso nelle immediate vicinanze non avevano molto da fare.
Solo cinque anni fa, gli scienziati conoscevano meno di 100 di questi sistemi, chiamati variabili pre-cataclismiche. Ma oggi un team di astronomi dell'Università di Washington ha affermato che, con i dati dello Sloan Digital Sky Survey (SDSS), il numero è ora cresciuto a quasi 500.
Ciò è significativo perché i ricercatori sono ora in grado di studiare le nane bianche e le stelle nane rosse in diverse fasi del loro ciclo di vita, dando agli scienziati la possibilità di confrontarle e sviluppare una comprensione di come i sistemi si evolvono e cambiano nel corso di miliardi di anni, forse diventare supernova.
"Non abbiamo mai avuto l'opportunità di studiare una varietà di questi sistemi in dettaglio prima d'ora", ha affermato Nicole Silvestri, ricercatrice di astronomia dell'Università di Washington. Utilizzando questo ampio campione dell'SDSS, Silvestri e i suoi colleghi ritengono di poter iniziare a rispondere ad alcune delle domande di lunga data in astronomia sulle variabili precatacattismiche e sui loro eventuali prodotti finali, i sistemi cataclismici variabili.
Silvestri è autore principale di una presentazione di poster sui risultati presentati oggi (6 gennaio 2004) all'incontro annuale dell'American Astronomical Society ad Atlanta. Co-autori del progetto sono Suzanne Hawley e Paula Szkody del Dipartimento di Astronomia dell'Università di Washington. La National Science Foundation ha sostenuto la ricerca.
I sistemi variabili pre-cataclismici accoppiano una stella nana rossa circa un decimo delle dimensioni del nostro sole e un residuo denso di una stella, chiamato una nana bianca, in stretta orbita l'una attorno all'altra. Quando le due stelle sono abbastanza vicine, in orbita l'una attorno all'altra in meno di quattro ore, la gravità del nano bianco più denso è in grado di estrarre materiale dal nano rosso meno denso. Il materiale del nano rosso forma un disco attorno al nano bianco che alla fine si accumula sulla superficie del nano bianco. (La variabilità si riferisce alla quantità variabile di luce proveniente dalle stelle mentre orbitano a vicenda).
Man mano che il nano bianco guadagna massa, molte piccole esplosioni, chiamate eventi cataclismici, si verificano sulla superficie del nano bianco. Se la gravità della nana bianca raggiunge un punto critico, può collassare catastroficamente. Questo riscalda enormemente la nana bianca e può farla esplodere come una supernova.
Le variabili pre-cataclismiche trovate finora nei dati SDSS hanno periodi orbitali tra le quattro e le 12 ore e non sono abbastanza vicine da aver iniziato a trasferire materiale tra le stelle.
Silvestri ha affermato che l'evoluzione di una variabile pre-cataclismica in una variabile cataclismica richiede miliardi di anni e studiare un solo sistema man mano che si evolve sarebbe impossibile. Ma con quasi 500 variabili pre-cataclismiche da studiare, "Un set di dati di queste dimensioni ci consentirà di scattare istantanee nel tempo dell'evoluzione del sistema", ha detto. "Ciò consentirà ai ricercatori di studiare come cambiano le proprietà di ciascuna stella man mano che la coppia si avvicina, cosa che fino ad ora non è mai stata studiata."
Silvestri e i suoi colleghi sono ancora in perdita per spiegare una stranezza nella ricerca. Migliaia di nane bianche isolate sono state osservate e centinaia di esse sono state trovate magnetiche. E molte nane bianche nelle variabili cataclismiche sono magnetiche. Ma nessuno dei nani bianchi osservati nei sistemi variabili pre-cataclismici è magnetico.
"Ciò rende l'origine delle variabili magnetiche cataclismiche (note come polari), che contengono nane bianche magnetiche, estremamente misteriose", ha aggiunto la ricercatrice SDSS Suzanne Hawley dell'Università di Washington.
"Questa è una domanda a cui stiamo ancora cercando di trovare una risposta", ha detto Silvestri. "Come si ottiene una nana bianca magnetica in una variabile cataclismica se non ha origine in una di queste coppie che si sta evolvendo verso essere una variabile cataclismica?" Il team dell'Università di Washington, James Liebert dell'Università dell'Arizona e altri stanno preparando un documento su tale scoperta per il giornale astronomico.
Fonte originale: comunicato stampa SDSS
