Le osservazioni di Chandra rivelano un’insolita attività a raggi X da una stella nana bianca chiamata KPD 0005 + 5106. L’illustrazione di questo artista mostra ciò che un team di astronomi crede che accada in questo sistema. I dati mostrano che la nana bianca (la palla blu) sta facendo esplodere un oggetto compagno (corpo marrone e rosso a destra), che è una stella o un pianeta di piccola massa, con ondate di calore e radiazioni. La nana bianca trascina anche il materiale dal suo compagno in un disco attorno a sé, che l’artista mostra in arancione, prima di colpire i suoi poli nord e sud. Questo processo contribuisce alla distruzione di un compagno da parte di forti forze gravitazionali. Crediti: Illustrazione: NASA/CXC/M. Weiss X-ray (interno): NASA/CXC/ASIAA/Y.-H. Chu et al.
La stella esausta ha ancora qualche pugno a disposizione. Gli astronomi hanno scoperto che a Nana bianca Colpisce un oggetto compagno – una stella leggera o un pianeta – con continue emissioni di calore e radiazioni, nonché l’incessante attrazione gravitazionale che lo fa a pezzi.
La maggior parte delle stelle, incluso il Sole, diventeranno “nane bianche” dopo che il loro combustibile si sarà esaurito, si espanderanno e si raffredderanno per diventare una gigante rossa, quindi perderanno i loro strati esterni. Questa evoluzione lascia dietro di sé un nucleo stellare che svanisce lentamente per miliardi di anni.
Usa un team di scienziati NASAL’Osservatorio a raggi X Chandra dell’Agenzia spaziale europea e XMM-Newton per indagare sull’insolita attività dei raggi X in tre nane bianche. Le nane bianche emettono tipicamente raggi X a bassa energia, che i ricercatori hanno visto nel loro campione. Tuttavia, queste nane bianche avevano anche un’emissione di raggi X sorprendentemente brillante a energie più elevate.
Tra questo gruppo spiccava una delle nane bianche. La nana bianca KPD 0005 + 5106 aveva un’emissione di raggi X ad alta energia che aumentava e diminuiva regolarmente di luminosità ogni 4,7 ore. Queste frequenti maree di raggi X indicano che KPD 0005 + 5106 ha un oggetto in orbita attorno a sé: una stella di piccola massa o un pianeta.
Il materiale della stella o del pianeta di piccola massa può entrare in collisione con i poli nord e sud della nana bianca, creando un punto luminoso di emissioni di raggi X ad alta energia. Mentre la nana bianca e la sua compagna orbitano l’una intorno all’altra, questo punto caldo entrerà e scomparirà, facendo aumentare e diminuire regolarmente i raggi X ad alta energia.
“Non sapevamo che questa nana bianca avesse un compagno prima di vedere i dati dei raggi X”, ha detto Yu-Hua Chu dell’Istituto di Astronomia e Astrofisica, Academia Sinica (ASIAA) di Taiwan, che ha guidato lo studio. “Abbiamo cercato un compagno con i telescopi ottici, ma non abbiamo visto nulla, il che significa che è una stella, una nana bruna o un pianeta molto debole”.
KPD 0005 + 5106 si trova nella nostra galassia a circa 1.300 anni luce dalla Terra, ed è una delle più famose nane bianche, con una temperatura superficiale di circa 360.000 gradi. F. In confronto, la temperatura superficiale del Sole è di circa 10.000 gradi Fahrenheit.
“Questo oggetto compagno si trova a circa 500.000 miglia di distanza dalla nana bianca, circa un terzo della distanza da Mercurio al Sole”, ha detto il coautore Jesus Tuala dell’Università Nazionale Autonoma del Messico. “Qualunque cosa sia quel corpo, esplode di calore.”
I ricercatori hanno esaminato cosa accadrebbe se questo oggetto fosse un pianeta di massa approssimativamente Giove, una probabilità che corrisponde ai dati più facilmente di una stella debole o di una nana bruna. Nei loro modelli, la nana bianca stava trascinando materiale dal pianeta nella nana bianca, un processo che il pianeta poteva attraversare solo per poche centinaia di milioni di anni prima di essere infine distrutto. Questo oggetto rubato ruota attorno a una nana bianca che brilla di raggi X che Chandra può rilevare.
“Questa è una lenta scomparsa di questo corpo che è stato essenzialmente fatto a pezzi dalle continue forze gravitazionali”, ha detto Martín A. Guerrero, coautore dell’Istituto di Astrofisica in Spagna. “Sarebbe un posto molto rumoroso.”
Si ritiene che anche le altre due nane bianche siano singleton, ma mostrano un’emissione di raggi X attiva simile a KPD 0005 + 5106. Per analogia, questo suggerisce che potrebbero anche avere deboli compagni, forse pianeti.
Il lavoro di microlenti – che prevede la ricerca dell’ingrandimento e della curvatura della luce da fonti lontane attorno a oggetti interferenti – condotto da Joshua Blackman dell’Università della Tasmania in Australia ha recentemente dimostrato che il pianeta potrebbe sopravvivere all’evoluzione di una nana bianca durante la sua fase di gigante rossa. Tuttavia, la distanza tra la nana bianca e il suo pianeta in questo caso è molto più grande di quella vista da Chu e dal suo team, di un fattore vicino a 500.
È probabile che gli scienziati avranno bisogno di modelli più teorici dell’evoluzione delle stelle doppie per capire come il pianeta o la stella di piccola massa potrebbe finire vicino alla nana bianca.
Per ulteriori informazioni su questa ricerca, vedere Gli astronomi trovano una nana bianca che fa esplodere un oggetto compagno.
Riferimento: “Emissione solida di raggi X associata a nane bianche. IV. Segni di accumulo da compagni substellari” di You-Hua Chu, Jesús A. Toalá, Martín A. Guerrero, Florian F. Bauer, Jana Bilikova e Robert A. Gruendl , 5 aprile 2021, Giornale Astrofisico.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / abe5a5
Un articolo che descrive questi risultati è apparso su The Astrophysical Journal nell’aprile 2021 e la sua edizione introduttiva è Disponibile online. Oltre a Chu, Toala e Guerrero, gli autori erano Florian Bauer (Istituto di astrofisica in Andalusia), Jana Bilikova e Robert Gruendel (Università dell’Illinois, Urbana).
Il Marshall Space Flight Center della NASA gestisce il programma Chandra. Il Chandra X-ray Center dello Smithsonian Astrophysical Observatory controlla la scienza da Cambridge, nel Massachusetts, e le operazioni di volo da Burlington, nel Massachusetts.