Un tipo di esplosione stellare recentemente scoperto e chiamato micronova potrebbe aiutarci a capire meglio le esplosioni termonucleari sulle stelle morte.
Questo fenomeno, osservato solo di recente per la prima volta, è stato chiamato micronova e si verifica sulla superficie di stelle nane bianche che stanno attivamente assorbendo materiale da una vicina compagna binaria. L’accumulo di materiale sulla nana bianca provoca un’esplosione termonucleare localizzata: la micronova.
Queste esplosioni sono capaci di bruciare da decine a centinaia di quintilioni di chilogrammi di materiale stellare in poche ore, dicono gli astronomi. In pratica, è come se in quelle poche ore venisse consumato circa un millesimo della massa della Luna.
“Abbiamo scoperto e identificato per la prima volta quella che chiamiamo micronova“, afferma l’astrofisico Simone Scaringi della Durham University nel Regno Unito. “Il fenomeno sfida la nostra comprensione di come si verificano le esplosioni termonucleari nelle stelle. Pensavamo di averlo capito ma questa scoperta propone un modo totalmente nuovo per raggiungerle“.
In pratica, le nane bianche legate in sistemi binari stretti possono funzionare come macchine termonucleari esplosive. Una nana bianca è una stella “morta”: è quanto rimane del nucleo collassato dopo che una stella della sequenza principale ha esaurito il carburante ed ha espulso il suo materiale esterno. Altre stelle di questo tipo, con diverse classi di massa, diventano stelle di neutroni e buchi neri.
Questo nucleo collassato è molto denso. Le stelle nane bianche hanno una massa fino a 1,4 volte la massa del Sole, racchiuse in una sfera delle dimensioni della Terra. Molte di loro possono essere trovate nei sistemi binari. In alcuni rari casi, solo una decina ne sono state identificate nella Via Lattea, i sistemi binari sono abbastanza vicini da permettere alla nana bianca di strappare materiale dalla compagna, dando luogo a quella che è nota come nova ricorrente.
Mentre le due stelle girano l’una intorno all’altra, il materiale, principalmente idrogeno, viene assorbito dalla compagna dalla nana bianca più piccola, più densa e più massiccia. Questo idrogeno si accumula sulla superficie della nana bianca, dove si riscalda. Periodicamente, la massa diventa così grande che la pressione e la temperatura sul fondo dello strato sono sufficienti per innescare un’esplosione termonucleare, espellendo violentemente nello spazio il materiale in eccesso. Questo è il fenomeno che indichiamo come nova ricorrente.
Una micronova, hanno scoperto Scaringi e il suo team, è sostanzialmente una versione più piccola di questa esplosione. I ricercatori hanno identificato la prima nana bianca che emette una micronova nei dati del telescopio TESS.
TESS è ottimizzato per trovare variazioni di luminosità molto piccole nelle stelle con esopianeti in orbita; l’esopianeta che passa davanti alla stella provoca un piccolissimo oscuramento.
Il team ha scoperto le micronovae quando hanno individuato un breve lampo di luce da una stella nana bianca nei dati di TESS, piuttosto che un’attenuazione. Ciò ha spinto a cercare eventi simili in altre nane bianche. In totale, hanno trovato tre esplosioni, la terza delle quali, dopo osservazioni di follow-up, ha portato alla scoperta di una nana bianca precedentemente sconosciuta.
Ma questi lampi erano troppo piccoli e brevi per essere frutto di una nova, che produce esplosioni molto più potenti e durature. Quindi il team ha iniziato a elaborare uno scenario che potesse spiegare le osservazioni e si è giunti alla conclusione che la spiegazione più probabile erano quelle che hanno chiamato esplosioni di micronova.
Quando una nana bianca con un potente campo magnetico si trova in un binario stretto, può sottrarre materiale dal suo compagno. Il campo magnetico incanala questo materiale ai poli della nana bianca, dove si accumula fino a causare un’esplosione, simile (ma di scala inferiore) a una tipica nova. “Per la prima volta, abbiamo visto che la fusione dell’idrogeno può avvenire anche in modo localizzato“, afferma l’astronomo Paul Groot della Radboud University nei Paesi Bassi.
“L’idrogeno combustibile può essere contenuto alla base dei poli magnetici di alcune nane bianche, in modo che la fusione si localizzi solo sui poli magnetici. Questo porta allo scoppio di bombe di microfusione, che hanno circa un milionesimo della forza di una nova esplosione, da cui il nome micronova“.
La scoperta potrebbe risolvere un mistero lungo decenni. Una delle nane bianche, nel sistema binario TV Columbae, è stata osservata esibire lampi simili negli ultimi 40 anni. Esplosioni simili sono state segnalate anche su altre nane bianche altamente magnetizzate nel corso degli anni. Questa spiegazione potrebbe finalmente dirci perché.
La scoperta suggerisce che le esplosioni potrebbero essere abbastanza comuni, ma gli astronomi dovranno raccogliere più osservazioni per comprenderle in modo più approfondito.
“Tutto questo dimostra quanto sia dinamico l’Universo“, dice Scaringi. “Questi eventi possono in realtà essere abbastanza comuni, ma poiché sono così veloci, è difficile coglierli in azione“.
La ricerca è stata pubblicata su Nature.
