Una coppia di nane bianche con nucleo di elio molto vicine tra loro

Rappresentazione artistica di coppia di nane bianche (Immagine cortesia M. Weiss)
Rappresentazione artistica di coppia di nane bianche (Immagine cortesia M. Weiss)

Un articolo in pubblicazione sulla rivista “Astrophysical Journal Letters” riporta la scoperta di un sistema binario formato da due nane bianche con nucleo di elio che orbitano l’una attorno all’altra in 1201 secondi, uno dei periodi orbitali più brevi nei sistemi binari conosciuti. Un team di ricercatori guidato dall’astronomo Warren Brown del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (Cfa) ha usato dati raccolti dalla sonda spaziale Gaia dell’ESA e dall’indagine Sloan Digital Sky Survey (SDSS) della coppia catalogata come SDSS J232230.20+050942.06, o semplicemente J2322+0509, compiendo osservazioni mirate con altri strumenti per esaminarne le caratteristiche. Si tratta di una possibile sorgente di onde gravitazionali da rilevare da parte del sallite LISA in progettazione da parte dell’ESA.

Quando stelle di massa inferiore a metà di quella del Sole raggiungono la fine della loro vita, degenerano quando il loro nucleo è formato da elio laddove stelle di massa superiore hanno nuclei che raggiungono temperature sufficienti a fondere l’elio in carbonio. Le nane rosse sono le stelle più comuni nell’universo ma sono anche quelle con la vita più lunga perché consumano lentamente il loro idrogeno. Ci sono nane rosse antichissime che sono già diventate nane bianche e J2322+0509 è una coppia di questo tipo, che probabilmente è comune.

Il team di Warren Brown ha cercato coppie di piccola massa, il tipo che ci si aspetta essere formato da elio, cercando nei dati della Data Release 2 della sonda spaziale Gaia dell’ESA, pubblicata il 25 aprile 2018, e della Sloan Digital Sky Survey (SDSS). La coppia J2322+0509 è risultata una candidata interessante ed è stata oggetto di osservazioni mirate. Dati spettroscopici di J2322+0509 sono stati raccolti utilizzando il telescopio MMT presso il Fred Lawrence Whipple Observatory di Amado, in Arizona, il telescopio Magellan Baade all’Osservatorio di Las Campanas in Cile e il telescopio Gemini-Nord a Mauna Kea, alle Hawaii.

I risultati delle analisi dei dati spettroscopici di J2322+0509 indicano che si tratta di una binaria spettroscopica, cioè richiede spettroscopi per distinguere le due stelle perché neppure i telescopi ottici più potenti riescono a distinguerle. Altre analisi indicano che sono distanti circa 250 anni luce dalla Terra e che le due nane bianche hanno masse di circa 0,27 e 0,24 masse solari.

Il periodo orbitale della coppia J2322+0509 è davvero breve con i suoi 1201 secondi. Ciò significa che la loro orbita è instabile e fra sei o sette milioni di anni si fonderanno in una nana bianca massiccia. La coppia è orientata verso la terra a faccia in su ma la conseguenza è che le onde gravitazionali che emette sono 2,5 volte più forti rispetto a una coppia orientata di taglio. Per questo motivo, si tratta di un obiettivo interessante per la missione LISA (Laser Interferometer Space Antenna), l’osservatorio gravitazionale spaziale dell’ESA il cui lancio è previsto per il 2034. LISA ha lo scopo di portare l’astronomia delle onde gravitazionali a un nuovo livello.

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