Oltre due anni fa, la collaborazione Fermi-LAT ha osservato un evento di "apertura dell'orecchio e dell'occhio" - il luogo esatto in cui un'esplosione stellare chiamata nova ha emesso una delle forme più energiche di onde elettromagnetiche ... i raggi gamma. Quando è stato scoperto per la prima volta nel 2012, era qualcosa di misterioso, ma i risultati potrebbero benissimo indicare cosa potrebbe causare emissioni di raggi gamma.
"Non solo abbiamo scoperto la provenienza dei raggi gamma, ma abbiamo anche dato un'occhiata a uno scenario mai visto prima che potrebbe essere comune in altre esplosioni di nova", ha affermato Laura Chomiuk, della Michigan State University.
Una nova? Secondo i ricercatori di Fermi, una nova classica risulta da esplosioni termonucleari in fuga sulla superficie di una nana bianca che accumula materia da un compagno stellare a bassa massa in sequenza principale. Man mano che si raccoglie in materiale, l'evento termonucleare espelle i detriti nello spazio circostante. Tuttavia, gli astronomi non si aspettavano che questo evento "normale" producesse raggi gamma ad alta energia!
Spiega il team di Fermi-LAT: "I rilevamenti di raggi gamma indicano inattesi processi di accelerazione di particelle ad alta energia collegati all'espulsione di massa da esplosioni termonucleari in una classe imprevista di sorgenti di raggi gamma galattici".
Mentre la navicella spaziale Fermi della NASA era occupata a guardare una nova chiamata V959 Mon, a circa 6500 anni luce dalla Terra, anche altri radiotelescopi erano impegnati a rilevare le incidenze dei raggi gamma. La Very Large Array (VLA) di Karl G. Jansky stava documentando le onde radio provenienti dalla nova. La fonte di queste emissioni potrebbe essere rappresentata da particelle subatomiche che si muovono quasi alla velocità della luce che interagisce con i campi magnetici, condizione necessaria per aiutare a produrre raggi gamma. Questi risultati sono stati supportati dalla "visione" radio estremamente nitida della Very Long Baseline Array (VLBA) e della rete europea VLBI. Hanno rivelato due nodi nelle osservazioni radio - nodi che si stavano allontanando l'uno dall'altro. Ulteriori studi sono stati condotti con e-MERLIN nel Regno Unito e un altro giro di osservazioni VLA nel 2014. Ora gli astronomi potrebbero iniziare a mettere insieme il puzzle su come vengono prodotti i nodi radio e i raggi gamma.
Secondo il comunicato stampa della NRAO, la nana bianca e il suo compagno rinunciano alla loro energia orbitale per potenziare parte del materiale esplosivo, facendo muovere il materiale espulso verso l'esterno più velocemente sul piano della loro orbita. Più tardi, il nano bianco soffia via un vento più veloce di particelle che si muovono principalmente verso l'esterno lungo i poli del piano orbitale. Quando il flusso polare a movimento più rapido colpisce il materiale a movimento più lento, lo shock accelera le particelle alle velocità necessarie per produrre i raggi gamma e i nodi di emissione radio.
"Osservando questo sistema nel tempo e vedendo come è cambiato il modello delle emissioni radio, quindi seguendo i movimenti dei nodi, abbiamo visto il comportamento esatto previsto da questo scenario", ha affermato Chomiuk.
Ma le osservazioni del V959 Mon non erano la fine della storia. Secondo i registri di Fermi-LAT, nel 2012 e nel 2013 sono state rilevate tre novae nei raggi gamma e si contrappone alla prima nova rilevata a raggi gamma V407 Cygni 2010, che appartiene a una rara classe di sistemi binari simbiotici. Nonostante le probabili differenze nelle composizioni e nelle masse dei loro progenitori della nana bianca, le tre novae classiche sono similmente caratterizzate come sorgenti di raggi gamma transitori a spettro morbido rilevate per durate di 2-3 settimane.
"Questo meccanismo può essere comune a tali sistemi. Il motivo per cui i raggi gamma sono stati visti per la prima volta in V959 Mon è perché è vicino ", ha detto Chomiuk. Poiché il tipo di espulsione visto in V959 Mon è visto anche in altri sistemi a stella binaria, le nuove intuizioni possono aiutare gli astronomi a capire come si sviluppano questi sistemi. Questa fase di "inviluppo comune" si verifica in tutte le stelle binarie vicine ed è poco compresa. "Potremmo essere in grado di usare le novae come" banco di prova "per migliorare la nostra comprensione di questo stadio critico dell'evoluzione binaria", spiega Chomiuk.
Fonte originale della storia: i radiotelescopi svelano il mistero dei raggi Nova Gamma dall'Osservatorio nazionale di radioastronomia. Chomiuk ha lavorato con un team internazionale di astronomi. I ricercatori hanno riportato i loro risultati sulla rivista scientifica "Nature".
