Gli astronomi vedono per la prima volta l’esplosione di una nova su una nana bianca

Gli astronomi in Germania hanno scoperto per la prima volta una ‘esplosione di nova’ di una nana bianca infuocata.

I ricercatori hanno osservato l’evento grazie ai dati del telescopio a raggi X congiunto tedesco-russo eROSITA, di stanza nello spazio a circa 900.000 miglia di distanza.

Il flash a raggi X – soprannominato YZ Reticuli – ha completamente oscurato il centro del rivelatore di eROSITA, che registra i fotoni emessi.

Le nane bianche sono i resti incredibilmente densi di stelle delle dimensioni del Sole dopo che hanno esaurito il loro combustibile nucleare e si sono ridotte all’incirca alle dimensioni della Terra.

A volte tali stelle morte tornano in vita in un’esplosione surriscaldata, creando una palla di fuoco di raggi X.

Queste esplosioni di nova si verificano da nane bianche in un sistema binario, un sistema composto da due stelle legate gravitazionalmente.

I ricercatori sono stati ora in grado di osservare per la prima volta una tale esplosione di raggi X, che proveniva da una nana bianca nella costellazione del Reticolo.

Sebbene l’osservazione di eROSITA sia stata effettuata nel luglio 2020, è stata appena descritta in dettaglio in un nuovo studio condotto dagli astronomi della Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) a Erlangen, in Germania.

“È stata davvero una specie di coincidenza fortunata”, ha affermato l’autore dello studio Ole König della FAU. “Siamo stati davvero fortunati.

“Questi lampi di raggi X durano solo poche ore e sono quasi impossibili da prevedere, ma lo strumento di osservazione deve essere puntato direttamente sull’esplosione esattamente al momento giusto”.

eROSITA fluttua nello spazio a Lagrange Point 2 (L2), un’area di gravità equilibrata tra il sole e la terra 900.000 miglia (1,5 milioni di km) di distanza.

eROSITA esegue la scansione del cielo alla ricerca di raggi X morbidi dal 2019, sebbene lo strumento abbia smesso di raccogliere dati il ​​26 febbraio 2022 a causa del crollo della cooperazione tra Germania e Russia in seguito all’invasione dell’Ucraina.

Meno di un anno dopo essere andato in onda, su Il 7 luglio 2020, eROSITA ha misurato forti raggi X in un’area del cielo che era completamente insignificante quattro ore prima.

Quando il telescopio a raggi X ha rilevato la stessa posizione nel cielo quattro ore dopo, la radiazione era scomparsa. Di conseguenza, il flash a raggi X deve essere durato meno di otto ore.

Esplosioni di raggi X come queste sono state previste da indagini teoriche in uno studio già nel 1990, ma fino ad oggi non sono mai state osservate direttamente.

Queste sfere di fuoco di raggi X si verificano sulla superficie delle nane bianche, stelle che originariamente erano di dimensioni paragonabili al Sole prima di consumare la maggior parte del loro combustibile di idrogeno e successivamente di elio in profondità nei loro nuclei e di restringersi.

Composte principalmente da ossigeno e carbonio, le nane bianche sono di dimensioni simili alla Terra ma contengono una massa che può assomigliare a quella del nostro Sole.

“Si possono visualizzare queste proporzioni immaginando che il sole abbia le stesse dimensioni di una mela, il che significa che la terra ha le stesse dimensioni di una capocchia di spillo in orbita attorno alla mela a una distanza di 10 metri”, ha affermato il professor Jörn Wilms. anche alla FAU.

Quando si cerca di spiegare una nana bianca, i ricercatori hanno detto di presentarsi riduci una mela alle dimensioni di una capocchia di spillo. Questa minuscola particella manterrebbe il peso relativamente grande della mela.

Solo un cucchiaino di materia dall’interno di una nana bianca ha facilmente la stessa massa di un grande camion.

Le nane bianche sono così calde da brillare di bianco, ma la loro radiazione è così debole che è difficile vederle dalla Terra.

In un sistema stellare binario (un sistema solare con due stelle), le nane bianche possono essere accompagnate da un’altra stella che sta ancora bruciando.

In questo caso, l’enorme attrazione gravitazionale della nana bianca attira l’idrogeno dall’involucro della stella compagna.

Nel tempo, questo idrogeno può accumularsi in uno strato spesso pochi metri sulla superficie della nana bianca.

In questo strato, la tremenda attrazione gravitazionale crea una pressione tremenda così grande che la stella si riaccende, provocando una violenta esplosione che fa esplodere lo strato di idrogeno.

I raggi X di una di queste esplosioni hanno colpito i rivelatori di eROSITA il 7 luglio 2020, producendo un’immagine sovraesposta.

“Utilizzando i calcoli del modello che abbiamo originariamente creato mentre accompagnavamo lo sviluppo dello strumento a raggi X, siamo stati in grado di analizzare l’immagine sovraesposta in modo più dettagliato in un processo complesso per ottenere uno sguardo dietro le quinte dell’esplosione di una nana bianca , o nova”, ha detto il professor Wilms.

L’esplosione ha creato una palla di fuoco con una temperatura di circa 327.000 gradi Kelvin, rendendola circa sessanta volte più calda del Sole.

Quando queste novae esauriscono il carburante abbastanza rapidamente, si raffreddano rapidamente e i raggi X si indeboliscono, trasformandosi infine in luce visibile.

Questa luce visibile ha raggiunto la Terra mezza giornata dopo il rilevamento di eROSITA ed è stata osservata dai telescopi ottici.

“Quindi quella che sembrava essere una stella luminosa, che in realtà era la luce visibile dell’esplosione, è apparsa ed era così luminosa da poter essere vista nel cielo notturno ad occhio nudo”, ha detto King.

Apparentemente “stelle nuove” come questa sono state osservate in passato e chiamate “nova stella” o “stella nuova” per il loro aspetto inaspettato.

Dal momento che queste novae sono visibili solo dopo il lampo di raggi X, è molto difficile prevedere tali esplosioni ed è per lo più casuale quando colpiscono i rivelatori di raggi X.

Il nuovo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.