L'alone luminoso di una stella zombie

Il VLT tratteggia i resti del pasto di una nana bianca

11 Novembre 2015 -

I resti di un'interazione fatale tra una stella morta e la sua cena di asteroidi sono stati studiati in dettaglio per la prima volta da un gruppo internazionale di astronomi utilizzando il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO all'Osservatorio del Paranal in Cile. Questo ci dà un assaggio del destino del Sistema Solare. Guidata da Christopher Manser, uno studente di dottorato all'Università di Warwick nel Regno Unito, l'equipe ha usato i dati del VLT (Very Large Telescope) dell'ESO e di altri osservatori per studiare gli avanzi frantumati di un asteroide intorno a un resto stellare - una nana bianca nota come SDSS J1228+1040 [1]. Utilizzando diversi strumenti, tra cui lo spettrografo UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) e X-shooter, entrambi installati sul VLT, l'equipe ha ottenuto osservazioni dettagliate delle luce proveniente dalla nana bianca e dal materiale che la circonda per un intervallo senza precedenti di dodici anni, tra il 2003 e il 2015. Le osservazioni con una durata di tanti anni servono per studiare il sistema da molteplici punti di vista [2]. "L'immagine ottenuta dai dati elaborati ci mostra che questi sistemi sono veramente discoidali e rivela molte strutture che non possiamo vedere in un'istantanea", spiega l'autore principale Chistopher Manser.

L'equipe ha usato una tecnica nota come tomografia Doppler - simile in linea di principio alla TAC medica del corpo umano - che permette di ricostruire per la prima volta in dettaglio la struttura dei resti gassosi del pasto della stella morta, in orbita intorno a J1228+1040. Mentre le stelle grandi - quelle più massicce di circa dieci volte la massa del Sole - terminano la loro vita con un climax spettacolare e violento: un'esplosione di supernova, le stelle più piccole non devono subire questo destino drammatico.

Quando le stelle come il Sole giungono alla fine dei loro giorni esauriscono il combustibile, si espandono comegiganti rosse e quindi espellono i loro strati esterni nello spazio. Il nucleo caldo e denso - ora una nana bianca - è tutto ciò che rimane della stella originale. Ma tutti gli altri corpi che appartengono a questo sistema: pianeti, asteroidi e quant'altro, potrebbero sopravvivere a questa prova del fuoco? Cosa ne rimarrebbe? Le nuove osservazioni ci aiutano a rispondere a queste domande.

È raro che le nane bianche siano circondate da dischi di materiale gassoso in orbita intorno alla stella - ne sono state trovate solo sette finora. L'equipe ha concluso che un asteroide si era spinto pericolosamente vicino alla stella morta ed era stato fatto a brandelli dalle immense forze mareali che l'hanno trasformato nel disco di materiale ora visibile. Il disco si è formato in modo simile agli anelli fotogenici che si vedono vicino ai pianeti più vicini a noi, come Saturno.

Ma mentre J1228+1040 è più di sette volte più piccolo in diametro del "signore degli anelli", ha invece una massa di più di 2500 volte maggiore. L'equipe ha scoperto che anche la distanza tra la nana bianca e il disco è molto diversa - Saturno e i suoi anelli stanno tranquillamente nello spazio che li separa [3]. Il nuovo studio a lungo termine con il VLT ha permesso ora all'equipe di osservare come il disco precede sotto l'influenza dell'intenso campo gravitazionale della nana bianca. Hanno anche trovato che il disco è asimmetrico e non è ancora diventato circolare. "Quando abbiamo trovato questo disco di detriti in orbita intorno alla nana bianca nel 2006, non potevamo immaginare i raffinati dettagli ora visibili in questa immagine, costruita utilizzando i dodici anni di dati - valeva proprio la pena di attendere!", aggiunge Boris Gänsicke, coautore dell'articolo.

Resti come J1228+1040 danno indizi chiari per la comprensione dell'ambiente in cui le stelle raggiungono la fine della loro vita. Questo potrebbe aiutare gli astronomi a capire i processi che avvengono nei sistemi esoplanetari e prevedere il destino del Sistema Solare quando il Sole incontrerà la sua fine tra circa sette miliardi di anni.

Note

[1] Il nome completo della nana bianca è SDSS J122859.93+104032.9.

[2] L'equipe ha identificato l'inconfondibile firma spettrale a forma di tridente del calcio ionizzato (Ca II), detta tripletto del Calcio. La differenza tra le lunghezze d'onda dilaboratorio e quelle osservate per queste tre righe permette di derivare la velocità del gas con notevole precisione.

[3] Anche se il disco intorno alla nana bianca è molto più grande del sistema di anelli di Saturno, nel Sistema Solare, è comunque minuscolo rispetto ai dischi di detriti che formano poi i pianeti intorno alla giovani stelle.