L’emissione periodica di J1912-4410 registrata da MeerKat a 1,28 GHz. Crediti: Dr. Ian Heywood
A 773 anni luce da noi c’è una piccola trottola che ruota su se stessa. Si chiama J1912−4410 ed è una stella fatta di materiale ultra-denso: se potessimo portarne un cucchiaino qui sulla Terra, peserebbe 15 tonnellate. E come un faro emette luce pulsante al ritmo d’un segnale ogni cinque minuti circa: ogni 318.2 secondi, a voler essere precisi – questo è il suo periodo di rotazione. Sembrerebbe la descrizione di una strana pulsar, insolitamente lenta e – per quanto densa rispetto ai nostri standard – molto leggera. E in effetti è una pulsar. Ma di un tipo rarissimo, tanto che con questa appena scoperta se ne conoscono solo due: l’oggetto pulsante non è infatti una stella di neutroni, bensì una nana bianca. Rara al punto che – oltre a questa appena scoperta, descritta la settimana scorsa su Nature Astronomy – se ne conosce un’altra soltanto: AR Scorpii (o AR Sco), scoperta nel 2016.
Più precisamente, in queste pulsar nane bianche a pulsare è un sistema binario, formato da una nana bianca – ovvero una stella di piccola massa che ha esaurito tutto il suo combustibile – e dalla sua compagna nana rossa in rotazione l’una attorno all’altra. Nel caso appena scoperto, il periodo di rivoluzione del sistema è di circa quattro ore. Avvolte da un campo magnetico fortissimo (un miliardo di volte il campo magnetico terrestre), queste nane bianche, ruotando su sé stesse ogni pochi minuti, inondano periodicamente le compagne nane rosse con potenti fasci di particelle cariche e radiazioni, facendo sì che l’intero sistema sembri – appunto – pulsare, illuminandosi e affievolendosi drasticamente in modo ciclico. La maggior parte dell’energia di questi sistemi, spiegano i ricercatori, è alimentata dal rallentamento della nana bianca in rotazione, dovuto a sua volta alla resistenza esercitata dal suo forte campo magnetico.
Rappresentazione artistica di una pulsar nana bianca. Crediti: Mark Garlick//University of Warwick
Ma cosa c’è all’origine di questi campi magnetici così forti? Una teoria chiave per spiegarne la presenza è quella del “modello della dinamo”: dinamo (ovvero, generatori elettromagnetici) presenti nel nucleo delle nane bianche – come in quello della Terra, ma molto più potenti. Per verificare questa teoria è però necessario confermarne le previsioni su un ampio campione di pulsar nane bianche.
Ecco dunque l’importanza della scoperta di questo secondo esemplare, con implicazioni anche per lo studio dell’evoluzione stellare. A causa della loro età, infatti, le nane bianche del sistema “pulsante” dovrebbero essere fredde. Al tempo stesso, le loro compagne devono essere abbastanza vicine da far sì che l’attrazione gravitazionale della nana bianca sia stata, in passato, forte a sufficienza da sottrarre massa alla compagna, causando una rotazione veloce. Ebbene, tutte queste ipotesi si sono rivelate valide per la nuova pulsar nana bianca appena scoperta: la nana bianca è più fredda di 13mila gradi kelvin, ha un periodo di rotazione di circa cinque minuti e l’attrazione gravitazionale della nana bianca – così come la radiazione emessa – esercita un forte effetto sulla stella compagna.
«L’origine dei campi magnetici è una grande questione aperta in molti campi dell’astronomia, e questo è particolarmente vero per le nane bianche. I campi magnetici delle nane bianche possono essere oltre un milione di volte più forti del campo magnetico del Sole, e il modello della dinamo aiuta a spiegarne il motivo. La scoperta di J1912-4410 ha rappresentato un passo avanti fondamentale in questo campo», spiega la prima autrice dello studio, Ingrid Pelisoli, della University of Warwick (Regno Unito). «Abbiamo utilizzato i dati raccolti da numerosi telescopi alla ricerca di potenziali pulsar nane bianche, concentrandoci su quelle che avevano caratteristiche simili ad AR Sco. Dopo aver osservato una ventina di candidate, ne abbiamo trovata una che mostrava variazioni di luce molto simili a quelle di AR Sco».
«Questa ricerca è un’eccellente dimostrazione del fatto la scienza funziona: possiamo fare previsioni e metterle alla prova, ed è così che ogni scienza progredisce», conclude Pelisoli.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “A 5.3-min-period pulsing white dwarf in a binary detected from radio to X-rays”, di Ingrid Pelisoli, T. R. Marsh, David A. H. Buckley, I. Heywood, Stephen. B. Potter, Axel Schwope, Jaco Brink, Annie Standke, P. A. Woudt, S. G. Parsons, M. J. Green, S. O. Kepler, James Munday, A. D. Romero, E. Breedt, A. J. Brown, V. S. Dhillon, M. J. Dyer, P. Kerry, S. P. Littlefair, D. I. Sahman e J. F. Wild