Emissione di onde gravitazionali da una coppia di nane bianche

Le nane bianche sono ciò che resta di stelle simili al Sole, non più sostenute dalle reazioni di fusione nucleare esse collassano a causa della loro stessa forza di gravità. Gli scienziati hanno parlato per anni della possibile esistenza di sistemi binari composti da questo tipo di astri.
Secondo la relatività generale di Einstein, due di questi piccoli residui stellari massicci in orbita l’una intorno all’altro dovrebbero emettere energia sotto forma di onde gravitazionali, increspature che deformano il tessuto dello spaziotempo e viaggiano nello spazio come le onde sulla superficie di uno stagno.
La scoperta di un sistema binario simile, composto da una coppia di piccole e massicce nane bianche ha permesso lo studio delle onde gravitazionali. Studiare sistemi così composti ci aiuterà a testare l’efficienza di un nuovo strumento che verrà lanciato nel 2034 per la ricerca sulle onde gravitazionali. Lo strumento si chiama LISA (Laser Interferometer Space Antenna), e analizzerà essenzialmente il sistema chiamato J2322 + 0509 noto per essere un sistema binario.
“I sistemi binari di verifica sono importanti perché sappiamo che LISA li vedrà entro poche settimane dall’accensione dei telescopi“, ha dichiarato Mukuemin Kilic, dell’Università dell’Oklahoma coautore di questo studio. “Esistono solo poche fonti LISA di cui siamo a conoscenza oggi. La scoperta del primo prototipo di una nuova classe di binari ci pone ben davanti a dove chiunque avrebbe potuto anticipare“.
In un’altro studio che esplora J2322+ 0509, i ricercatori del Center for Astrophysics (CfA) di Harvard hanno scoperto che il sistema binario è composto da due stelle nane bianche (con nuclei di elio) che sono chiaramente stelle separate. Il sistema, ha un breve periodo orbitale di poco più di 20 minuti ed è la prima fonte di onde gravitazionali del suo genere mai identificata.
“Le teorie prevedono che ci siano molti sistemi binari composti da nane bianche con doppio nucleo di elio là fuori“, ha dichiarato Warren Brown, astronomo della CfA e autore principale dello studio . “Questa rilevazione fornisce un’ancora per i modelli e per fare esperimenti futuri in modo che possiamo trovare più stelle e determinarne il numero reale“.
Questo sistema, il cui periodo orbitale è il terzo periodo più breve di tutti i sistemi binari separati mai trovati, è stato piuttosto difficile da individuare. “Questo sistema binario non aveva una curva comoda da osservare“, ha spiegato Brown. “Non siamo riusciti a rilevare un segnale fotometrico perché non ce n’è uno“. Quindi, invece di utilizzare uno studio fotometrico, che esamina la luce stessa, il team ha utilizzato studi spettroscopici, che osservano come la materia interagisce con le radiazioni elettromagnetiche come la luce visibile per identificare il movimento orbitale della stella.
Ma, sebbene il sistema sia stato difficile da individuare, si è scoperto che questo tipo di sistema è una fonte estremamente potente di onde gravitazionali, il team lo ha scoperto utilizzando calcoli teorici. I ricercatori hanno determinato che, a causa dell’allineamento del sistema rispetto alla Terra, gli strumenti dovrebbero captare un segnale 2,5 volte più intenso rispetto allo stesso sistema ruotato in una direzione diversa.
Questo sistema binario non resterà nella configurazione attuale indefinitamente, l’orbita di questa coppia di nane bianche decadrà inevitabilmente e le onde gravitazionali che emettono causano la perdita di energia del sistema che, nel giro di sei o sette milioni di anni, collasserà in un’unica e massiccia nana bianca.
Fonte: https://www.space.com/white-dwarf-binary-gravitational-wave-source-discovery.html