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Gli astronomi scoprono una coppia di stelle con le orbite più corte mai scoperte

Gli astronomi hanno scoperto una coppia di stelle con orbite così brevi che sembrano orbitare l’una intorno all’altra in soli 51 minuti.

Il sistema sembra appartenere a una rara classe di binari nota come “variabile catastrofica”, in cui una stella simile al sole orbita strettamente attorno a una nana bianca, un nucleo caldo e denso di una stella bruciata.

Una variabile catastrofica si verifica quando le due stelle convergono nel corso di miliardi di anni, facendo sì che la nana bianca inizi a riprodursi o divorare materiale dalla sua stella partner.

Questo processo può emettere enormi e variabili lampi di luce che gli astronomi credevano secoli fa fossero il risultato di un cataclisma sconosciuto.

Situato a circa 3.000 anni luce dalla Terra nella costellazione di Ercole, il sistema “cataclismico” ha l’orbita più corta del suo genere mai scoperta.

È stato scoperto dagli astronomi del MIT e si chiama ZTF J1813+4251.

Gli astronomi hanno scoperto una coppia di stelle con orbite così brevi che sembrano orbitare l'una intorno all'altra in soli 51 minuti.  Il sistema è noto come una variabile catastrofica che si verifica quando due stelle si avvicinano l'una all'altra nel corso di miliardi di anni, facendo sì che la nana bianca inizi a crescere o mangiando materiale dalla sua stella partner (come mostrato sopra).

Gli astronomi hanno scoperto una coppia di stelle con orbite così brevi che sembrano orbitare l’una intorno all’altra in soli 51 minuti. Il sistema è noto come una variabile catastrofica che si verifica quando due stelle si avvicinano l’una all’altra nel corso di miliardi di anni, facendo sì che la nana bianca inizi a crescere o mangiando materiale dalla sua stella partner (come mostrato sopra).

COS’È UNA VARIABILE CATACLIMICA?

Una variabile catastrofica si verifica quando le due stelle convergono nel corso di miliardi di anni, facendo sì che la nana bianca inizi a riprodursi o divorare materiale dalla sua stella partner.

Questo processo può emettere enormi e variabili lampi di luce che gli astronomi credevano secoli fa fossero il risultato di un cataclisma sconosciuto.

Per questo motivo, le variabili catastrofiche sono tra gli oggetti astronomici più comunemente trovati dai dilettanti.

Questo perché una variabile catastrofica nella sua fase di scoppio è abbastanza luminosa da poter essere individuata con strumenti molto modesti, e gli unici oggetti celesti che possono essere facilmente confusi con loro sono asteroidi luminosi, il cui movimento da notte a notte è chiaro.

A differenza di altri sistemi simili osservati in passato, gli esperti hanno catturato questa variabile catastrofica mentre le stelle si eclissavano a vicenda più volte, consentendo al team di misurare con precisione le proprietà di ciascuna stella.

Hanno quindi eseguito simulazioni di ciò che probabilmente il sistema sta facendo oggi e di come dovrebbe evolversi nei prossimi centinaia di milioni di anni.

Ciò ha portato i ricercatori a teorizzare che le stelle siano attualmente in transizione e che la stella simile al sole abbia orbitato e “donato” gran parte della sua atmosfera di idrogeno alla famelica nana bianca.

Gli astronomi affermano che la stella simile al Sole alla fine si disintegrerà nel tempo in un nucleo per lo più denso e ricco di elio.

Poi, in altri 70 milioni di anni, le stelle convergeranno ancora più vicino, con un’orbita ultra corta di soli 18 minuti, prima di iniziare ad espandersi e allontanarsi.

Decenni fa, i ricercatori del MIT e altrove avevano previsto che tali variabili catastrofiche avrebbero dovuto passare a orbite ultracorte, ma è la prima volta che un tale sistema transitorio è stato osservato direttamente.

“Questo è un raro caso in cui abbiamo catturato uno di questi sistemi che passa dall’idrogeno all’arricchimento dell’elio”, ha affermato Kevin Burdge del Dipartimento di fisica del MIT.

“La gente prevedeva che questi oggetti sarebbero entrati in orbite ultracorte e si è discusso a lungo sul fatto che potessero diventare abbastanza corti da emettere onde gravitazionali rilevabili. Questa scoperta mette a tacere.’​

Burdge e colleghi hanno scoperto il nuovo sistema in un vasto catalogo di stelle osservate dalla Zwicky Transient Facility (ZTF), un’indagine che utilizza una fotocamera collegata a un telescopio presso l’Osservatorio di Palomar in California per acquisire immagini ad alta risoluzione di ampie fasce di cielo per assorbire.

L’indagine ha catturato più di 1.000 immagini di ciascuna delle oltre 1 miliardo di stelle nel cielo, tracciando un grafico della luminosità mutevole di ciascuna stella nel corso di giorni, mesi e anni.

Burdge ha perlustrato il catalogo alla ricerca di segnali provenienti da sistemi a orbita ultracorta la cui dinamica può essere così estrema da emettere drammatici lampi di luce ed emettere onde gravitazionali.

Questi sembravano lampeggiare ripetutamente, con un periodo inferiore a un’ora, una frequenza che tipicamente segnala un sistema di almeno due oggetti in orbita ravvicinata, uno che attraversa l’altro e blocca momentaneamente la sua luce.

La scoperta è stata fatta dallo Zwicky Transient Facility (ZTF), operato presso l'Osservatorio Palomar del Caltech, con l'aiuto del WM Keck Observatory alle Hawaii (nella foto).

La scoperta è stata fatta dallo Zwicky Transient Facility (ZTF), operato presso l’Osservatorio Palomar del Caltech, con l’aiuto del WM Keck Observatory alle Hawaii (nella foto).

Burdge ha utilizzato un algoritmo per cercare oltre 1 miliardo di stelle, ciascuna registrata in più di 1.000 immagini, e alla fine ha ruotato su ZTF J1813+4251.

“Questa cosa è emersa in cui vedevo un’eclissi ogni 51 minuti, e ho detto, ok, è sicuramente un binario”, ha detto Burdge.

Lui ei suoi colleghi hanno continuato a concentrarsi sul sistema utilizzando l’Osservatorio WM-Keck alle Hawaii e il Gran Telescopio Canarias in Spagna.

Hanno scoperto che il primo oggetto era probabilmente una nana bianca, grande 1/100 del Sole e circa la metà della sua massa.

La seconda era una stella simile al sole alla fine della sua vita, un decimo delle dimensioni e della massa del Sole (circa le dimensioni di Giove).

Tuttavia, qualcosa non tornava.

“Questa stella sembrava il sole, ma il sole non può stare in un’orbita inferiore a otto ore – cosa sta succedendo qui?”, ha detto Burg.

Ha riconosciuto che ZTF J1813+4251 era probabilmente una variabile catastrofica, una scoperta che significa che è la variabile catastrofica in orbita più corta mai scoperta.

“È un sistema speciale”, ha aggiunto Borgogna. “Siamo stati doppiamente fortunati a trovare un sistema che risponde a una grande domanda senza risposta ed è una delle variabili più catastrofiche e dal comportamento meraviglioso che conosciamo”.

La scoperta è stata pubblicata sulla rivista Nature.

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