Novae ricorrente, Echi di luce e Mistero di T Pyxidis

Alcuni degli eventi più violenti nel nostro universo sono stati oggetto di discussione questa mattina al 222^ND incontro dell'American Astronomical Society a Indianapolis, Indiana, mentre i ricercatori hanno rivelato recenti osservazioni di echi di luce visti come il risultato di esplosioni stellari.

Un eco leggero si verifica quando vediamo polvere e materiale espulso illuminato da una nova brillante. Un fenomeno simile si traduce in quella che viene definita una nebulosa a riflessione. Si dice che una stella diventi nova quando una stella nana bianca prende il materiale da una stella compagna. Questo idrogeno accumulato si accumula sotto una pressione eccezionale, innescando un breve scoppio di fusione nucleare.

Un caso molto speciale e raro è una classe di variabili cataclismiche note come novae ricorrenti. Meno di una dozzina di questi tipi di stelle sono noti nella nostra galassia e il caso più famoso e bizzarro è quello di T Pyxidis.

Situata nella costellazione meridionale del Pyxis, T Pyxidis si aggira generalmente intorno a +15^esimo magnitudo, un bersaglio debole anche in un grande telescopio da cortile. È stato tuttavia soggetto a grandi esplosioni che si avvicinano alla luminosità ad occhio nudo all'incirca ogni 20 anni a magnitudo +6,4. Questo è un cambiamento di luminosità di quasi 4.000 volte.

Ma il mistero si è solo approfondito intorno a questa stella. Otto esplosioni furono monitorate dagli astronomi dal 1890 al 1966, e poi ... niente. Per decenni T Pyxidis rimase in silenzio. La speculazione è passata da quando P Pyxidis sarebbe pop a perché questa stella stava improvvisamente subendo una lunga fase di silenzio.

I modelli per le nova ricorrenti potrebbero aver bisogno di una revisione?

T Pyxidis ha finalmente risposto alle domande degli astronomi nel 2011, subendo il suo primo sfogo in 45 anni. E questa volta, avevano il telescopio spaziale Hubble a portata di mano per assistere all'evento.

In effetti, Hubble era appena stato ristrutturato durante la visita finale della navetta spaziale Atlantis all'osservatorio in orbita nel 2009 su STS-125 con l'installazione della sua Wide Field Camera 3, che è stata utilizzata per monitorare lo scoppio di T Pyxidis.

L'osservazione di Hubble dell'eco della luce ha fornito alcune sorprese anche agli astronomi.

"Ci aspettavamo che si trattasse di un guscio sferico", ha detto Arlin Crotts della Columbia University, riferendosi all'ejecta nelle vicinanze della stella. "Questa osservazione mostra che è un disco ed è popolato da ejecta in rapido movimento da esplosioni precedenti."

In effetti, questa scoperta solleva alcune interessanti possibilità, come fornire ai ricercatori la capacità di mappare l'anatomia delle precedenti esplosioni dalla stella mentre l'eco della luce si evolve e illumina l'interno 3D del disco come una lanterna cinese. Il disco è inclinato di circa 30 gradi rispetto al nostro campo visivo e i ricercatori suggeriscono che la stella compagna possa svolgere un ruolo nello stampaggio della sua struttura da una sfera a un disco. Il disco di materiale che circonda T Pyxidis è enorme, circa 1 anno luce in tutto. Ciò si traduce in un diametro apparente dell'anello di 6 secondi d'arco (circa 1/8 della dimensione apparente di Giove all'opposizione) visto dal nostro punto di vista terrestre.

Paradossalmente, gli echi di luce possono sembrare muoversi a velocità superluminali. Questa illusione è il risultato della geometria del percorso che la luce prende per raggiungere l'osservatore, attraversando distanze simili ma arrivando in tempi diversi.

E parlando di distanza, la misurazione degli echi di luce ha dato agli astronomi un'altra sorpresa. T Pyxidis si trova a circa 15.500 anni luce di distanza, all'estremità superiore del 10% del precedente intervallo stimato di 6.500-16.000 anni luce. Ciò significa che T Pyxidis è un oggetto intrinsecamente luminoso e le sue esplosioni sono ancora più energiche del pensiero.

Gli echi di luce sono stati studiati attorno ad altre novae, ma questa è stata la prima volta che gli scienziati sono stati in grado di mapparli ampiamente in 3 dimensioni.

"Abbiamo visto tutti come la luce proveniente dai proiettili dei fuochi d'artificio durante il gran finale illuminerà il fumo e la fuliggine dei proiettili all'inizio dello spettacolo", ha dichiarato il membro del team Stephen Lawrence dell'Università di Hofstra. "In modo analogo, stiamo usando la luce dell'ultimo scoppio di T Pyx e la sua propagazione alla velocità della luce per sezionare i suoi fuochi d'artificio dai decenni passati."

I ricercatori hanno anche riferito a Space Magazine del ruolo che gli astronomi dilettanti hanno svolto nel monitoraggio di queste esplosioni. Esiste solo così tanto "tempo di scopo", pochissimo dei quali può essere assegnato esclusivamente allo studio degli echi di luce. I dilettanti e i membri dell'American Association of Variable Star Observers (AAVSO) sono spesso i primi ad avvisare i professionisti che è in atto uno scoppio. Un famoso esempio di ciò si è verificato nel 2010, quando l'osservatrice del cortile con sede in Florida, Barbara Harris, è stata la prima a scorgere un'esplosione della ricorrente novae U Scorpii.

E sebbene T Pyxidis possa ora essere inattivo per i prossimi decenni, ci sono molte altre nova ricorrenti che meritano un attento controllo:

Chiaramente, le nova ricorrenti hanno una storia per raccontarci il ruolo che svolgono nel cosmo. Complimenti a Lawrence e al team per la scoperta ... tieni d'occhio i futuri fuochi d'artificio di questa rara classe di stelle!

Leggi il comunicato stampa originale della NASA e altro su T Pyxidis qui.