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Cnn
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Un insolito sistema stellare ha fatto più ronzio e meno botto quando è esploso in una supernova.
La debole esplosione, nota come supernova “estremamente astratta”, ha rilevato le due stelle a 11.000 anni luce dalla Terra.
È il primo rilevamento confermato di un sistema stellare che un giorno creerà kilonove, quando le stelle di neutroni si scontrano ed esplodono, lanciando oro e altri elementi pesanti nello spazio. Si pensa che la rara coppia stellare sia una delle sole 10 stelle nella Via Lattea.
La scoperta è in arrivo da molto tempo.
Nel 2016, il Neil Gehrels Swift Observatory della NASA ha rilevato un grande lampo di luce a raggi X, che ha avuto origine dalla stessa regione del cielo di una stella Be calda e luminosa.
Gli astronomi erano curiosi di sapere se i due potessero essere collegati, quindi i dati sono stati catturati utilizzando il telescopio da 1,5 metri dell’Osservatorio interamericano di Cerro Tololo nel nord del Cile.
Uno interessato a utilizzare questi dati per saperne di più sulla stella è stato il dottor Noel Richardson, che ora è assistente professore di fisica e astronomia presso la Embry-Riddle Aeronautical University.
Nel 2019, Clarissa Pavao, una studentessa universitaria, ha chiamato Richardson mentre frequentava un corso di astronomia per chiedergli se avesse qualche progetto su cui potesse lavorare per acquisire esperienza nella ricerca astronomica. Ha condiviso con lei i dati del telescopio e durante la pandemia Pavao ha imparato a lavorare con i dati del telescopio in Cile e a ripulirli per ridurre la distorsione.
“Un telescopio guarda una stella e cattura tutta la luce in modo da poter vedere di quali elementi è composta quella stella, ma le stelle Be tendono ad avere dischi di materia attorno a loro”, ha detto Pavao. “È difficile vedere tutte queste cose in prima persona.”
Ha inviato i suoi risultati preliminari – che assomigliavano a un grafico a dispersione – a Richardson, che si è reso conto di aver determinato un’orbita per il sistema stellare doppio. Le osservazioni di follow-up li hanno aiutati a verificare l’orbita del sistema stellare binario, chiamato CPD-29 2176.
Ma questa orbita non era quello che si aspettavano. Normalmente, le stelle binarie orbitano l’una intorno all’altra in un’orbita ellittica. In CPD-29 2176, una stella orbita attorno all’altra in uno schema circolare che si ripete circa ogni 60 giorni.
Le due stelle, una più grande e l’altra più piccola, orbitavano l’una intorno all’altra in un’orbita molto ravvicinata. Nel corso del tempo, ha detto Richardson, la stella più grande inizia a liberare il proprio idrogeno, rilasciando materiale sulla stella più piccola, che cresce da 8 o 9 volte la massa del nostro Sole a 18 o 19 volte la massa del nostro Sole. Per confronto, la massa del Sole è 333.000 volte quella della Terra.
La stella principale diventava sempre più piccola man mano che veniva costruita la stella secondaria e quando ebbe esaurito tutto il suo combustibile, non ce n’era abbastanza per creare una supernova massiccia ed energetica per lanciare il materiale rimanente nello spazio.
Invece, l’esplosione è stata più simile a un fuoco d’artificio fallito.
“La stella era così impoverita che l’esplosione non aveva abbastanza energia per guidare la sua orbita nella tipica forma ellittica vista in sistemi binari simili”, ha detto Richardson.
Ciò che è rimasto dopo la supernova è stato un residuo denso noto come stella di neutroni, che ora orbita attorno alla stella massiccia e in rapida rotazione. La coppia di stelle rimarrà in una configurazione stabile per circa 5-7 milioni di anni. Poiché sia la massa che il momento angolare sono stati trasferiti alla stella Be, essa rilascia un disco di gas per mantenere l’equilibrio e garantire che non si separi.
Alla fine, anche la stella secondaria brucerà attraverso il suo combustibile, espandendosi e rilasciando materiale come ha fatto la prima stella. Ma questa materia non potrebbe accumularsi facilmente sulla stella di neutroni, quindi il sistema stellare la espellerebbe attraverso lo spazio. È probabile che la stella secondaria sperimenti una supernova altrettanto debole e si trasformi in una stella di neutroni.
Nel corso del tempo, molto probabilmente qualche miliardo di anni, le due stelle di neutroni si fonderanno e alla fine esploderanno in un raggio. kilonovarilascia elementi pesanti come l’oro nell’universo.
“Questi elementi pesanti ci permettono di vivere come viviamo. Ad esempio, la maggior parte dell’oro è stata creata da stelle che assomigliano ai resti di una supernova o di una stella di neutroni nel sistema binario che abbiamo studiato. L’astronomia approfondisce la nostra comprensione del mondo e la nostra posto in esso”, ha detto Richardson.
“Quando guardiamo a queste cose, stiamo guardando indietro nel tempo”, ha detto Pavao. “Stiamo imparando di più sulla cosmogonia, che ci dirà dove sta andando il nostro sistema solare. Come esseri umani, abbiamo iniziato con gli stessi elementi di queste stelle”.
Uno studio che dettaglia le loro scoperte è stato pubblicato mercoledì sulla rivista natura.
Richardson e Pavau hanno anche lavorato con il fisico Jean J. Eldridge dell’Università di Auckland in Nuova Zelanda, esperto di sistemi stellari binari e della loro evoluzione. Eldridge ha esaminato migliaia di modelli di stelle binarie e ha stimato che probabilmente ce ne sono solo 10 nell’intera Via Lattea simili a quelle del loro studio.
Successivamente, i ricercatori vogliono lavorare per saperne di più sulla stessa Be Star e sperano di effettuare ulteriori osservazioni con il telescopio spaziale Hubble. Anche Pavau ha gli occhi puntati sulla laurea e continua a lavorare nella ricerca astrofisica utilizzando le nuove competenze acquisite.
“Non avrei mai pensato che avrei lavorato sulla storia evolutiva dei sistemi stellari binari e delle supernove”, ha detto Pavau. “È stato un progetto straordinario”.
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