I ricercatori dell'Università di Notre Dame hanno identificato la prima elica magnetica ad eclisse in un sistema di stelle variabili cataclismiche, secondo una ricerca in arrivo nel Giornale Astrofisico .

Il sistema stellare, indicato come J0240, è solo il secondo del suo genere registrato. È stata identificata nel 2020 come un'insolita variabile cataclismica:un sistema binario costituito da una stella nana bianca e una stella rossa donatrice di massa. Normalmente, la nana bianca compatta raccoglie il gas donato e cresce in massa. In J0240, però, la rotazione veloce, la nana bianca magnetica respinge il gas del donatore e lo spinge fuori dal sistema binario.

"Ci vuole una nana in rapida rotazione con un forte campo magnetico per creare un'elica, " disse Peter Garnavich, professore di astrofisica e cosmologia fisica e presidente del Dipartimento di Fisica a Notre Dame, e autore principale dello studio che ha presentato prove del sistema di elica. "Normalmente, il gas che esce dalla stella donatrice atterrerà sulla nana bianca. È comune come la sabbia su una spiaggia. Ma in un'elica magnetica, il gas viene espulso dal binario in un ampio schema a spirale, come un irrigatore che innaffia il tuo giardino."

Le nane bianche sono i resti densi di stelle di piccola massa come il nostro sole, che gli scienziati dicono si evolverà in una nana bianca in altri cinque miliardi di anni circa. Senza una stella compagna, però, il sole non farà mai parte di un sistema variabile catastrofico.

L'unica altra variabile cataclismica simile a J0240 è AE Aquarii, un sistema stellare binario noto dagli anni '50 e ritenuto anche un sistema di eliche magnetiche. Al contrario, J0240 è osservato vicino al piano orbitale binario, il che significa che il gas espulso dal sistema è visto stagliarsi contro la luce delle stelle. Questa è la prima prova diretta che un'elica magnetica espelle il gas donato dalla stella rossa.

"La particolarità del sistema è che possiamo effettivamente vedere macchie di gas mentre vengono espulse dall'elica, " ha detto Garnavich. "Quel gas sta bloccando parte della luce di entrambe le stelle e possiamo vedere direttamente quell'assorbimento nei nostri dati".

Il team di Garnavich ha iniziato le osservazioni al Large Binocular Telescope a Safford, Arizona, dove i ricercatori sono stati in grado di registrare il verificarsi di brillamenti ed eclissi che hanno illustrato la rapida rotazione della stella nana bianca, e l'attrazione del campo magnetico, che espelle i gas in arrivo che altrimenti verrebbero aggiunti alla stella ma crea invece una spirale di gas che si espande lontano dalle due stelle.

"Più osservavamo la stella, più appariva eccitante, " ha detto Garnavich. Il team ha raccolto osservazioni a settembre, Ottobre e novembre del 2020. I dati raccolti a settembre hanno catturato la prima metà dell'orbita di J0240. In ottobre, la squadra ha conquistato il secondo tempo.

"I brillamenti che vediamo sono mini-esplosioni che emettono gas a 6 milioni di miglia all'ora, o 1 per cento della velocità della luce, " Egli ha detto.

Il bagliore scompare quando il compagno rosso si mette di mezzo durante un'eclissi. Dal momento delle eclissi, la squadra è stata in grado di individuare la posizione dei razzi. "Il flaring viene da molto vicino al compagno compatto, probabilmente dal colpo che il gas riceve mentre si avvicina al campo magnetico in rapida rotazione, " ha detto Garnavic.

Garnavich spera di imparare molto di più dal binario J0240 da ulteriori osservazioni. Una delle grandi incognite è il periodo di rotazione della nana bianca, che il team non è stato in grado di rilevare. "L'energia dell'elica proviene dalla nana bianca rotante, quindi ci aspettiamo che la velocità di rotazione rallenti nel tempo. Quando si esaurisce, l'elica si fermerà e il sistema sembrerà una normale variabile cataclismica, " disse Garnavic.

"La domanda più grande è esattamente come si entra in questo stato, " ha detto. "È una fase di vita molto breve in cui c'è una nana bianca magnetica che gira più velocemente che può senza volare a pezzi. Girare così velocemente con un forte campo magnetico sembra che non possa essere solo una coincidenza."