Gli astronomi hanno fatto il raro avvistamento di due stelle che girano a spirale verso il loro destino individuando i segni rivelatori di una stella a forma di lacrima.

La forma tragica è causata da un'enorme nana bianca vicina che distorce la stella con la sua intensa gravità, che sarà anche il catalizzatore per un'eventuale supernova che consumerà entrambi. Trovato da un team internazionale di astronomi e astrofisici guidato dall'Università di Warwick, è uno dei pochissimi sistemi stellari scoperti che un giorno vedranno una nana bianca riaccendere il suo nucleo.

Nuova ricerca pubblicata oggi dal team in Astronomia della natura conferma che le due stelle sono nelle prime fasi di una spirale che probabilmente finirà in una supernova di tipo Ia, un tipo che aiuta gli astronomi a determinare la velocità di espansione dell'universo.

Questa ricerca ha ricevuto finanziamenti dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fondazione tedesca per la ricerca) e il Consiglio delle strutture scientifiche e tecnologiche, parte della ricerca e innovazione del Regno Unito.

HD265435 si trova a circa 1, 500 anni luce di distanza e comprende una stella subnana calda e una nana bianca che orbitano l'una intorno all'altra a una velocità di circa 100 minuti. Le nane bianche sono stelle "morte" che hanno consumato tutto il loro carburante e sono crollate su se stesse, rendendoli piccoli ma estremamente densi.

Generalmente si pensa che una supernova di tipo Ia si verifichi quando il nucleo di una stella nana bianca si riaccende, provocando un'esplosione termonucleare. Ci sono due scenari in cui ciò può accadere. Nel primo, la nana bianca guadagna massa sufficiente per raggiungere 1,4 volte la massa del nostro Sole, noto come limite di Chandrasekhar. HD265435 si inserisce nel secondo scenario, in cui la massa totale di un sistema stellare vicino di stelle multiple è vicina o superiore a questo limite. Sono stati scoperti solo una manciata di altri sistemi stellari che raggiungeranno questa soglia e si tradurranno in una supernova di tipo Ia.

L'autore principale Dr. Ingrid Pelisoli del Dipartimento di Fisica dell'Università di Warwick, e precedentemente affiliato con l'Università di Potsdam, spiega:"Non sappiamo esattamente come esplodano queste supernove, ma sappiamo che deve accadere perché lo vediamo accadere altrove nell'universo.

"Un modo è se la nana bianca accumula massa sufficiente dalla subnana calda, così mentre i due orbitano l'uno intorno all'altro e si avvicinano, la materia comincerà a sfuggire alla subnana calda e a cadere sulla nana bianca. Un altro modo è che, poiché stanno perdendo energia a causa delle emissioni di onde gravitazionali, si avvicineranno fino a fondersi. Una volta che la nana bianca guadagna abbastanza massa da entrambi i metodi, diventerà una supernova."

Utilizzando i dati del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA, il team ha potuto osservare la subnana calda, ma non la nana bianca poiché la subnana calda è molto più luminosa. Però, quella luminosità varia nel tempo, il che suggerisce che la stella sia stata distorta in una forma a goccia da un oggetto massiccio vicino. Utilizzando le misurazioni della velocità radiale e della velocità di rotazione dall'Osservatorio di Palomar e dall'Osservatorio W. M. Keck, e modellando l'effetto dell'oggetto massiccio sulla subnana calda, gli astronomi potrebbero confermare che la nana bianca nascosta è pesante come il nostro Sole, ma solo leggermente più piccolo del raggio della Terra.

Combinato con la massa della subnana calda, che è poco più di 0,6 volte la massa del nostro Sole, entrambe le stelle hanno la massa necessaria per provocare una supernova di tipo Ia. Poiché le due stelle sono già abbastanza vicine da iniziare a spiraleggiare più vicine, la nana bianca diventerà inevitabilmente una supernova tra circa 70 milioni di anni. I modelli teorici prodotti appositamente per questo studio prevedono che la subnana calda si contrarrà per diventare anche una nana bianca prima di fondersi con la sua compagna.

Le supernove di tipo Ia sono importanti per la cosmologia come "candele standard". La loro luminosità è costante e di un tipo specifico di luce, il che significa che gli astronomi possono confrontare la loro luminosità con quella che osserviamo sulla Terra, e da questo calcola quanto sono distanti con un buon grado di precisione. Osservando le supernove in galassie lontane, gli astronomi combinano ciò che sanno di quanto velocemente si sta muovendo questa galassia con la nostra distanza dalla supernova e calcolano l'espansione dell'universo.

Il dottor Pelisoli aggiunge:"Più comprendiamo come funzionano le supernove, meglio possiamo calibrare le nostre candele standard. Questo è molto importante in questo momento perché c'è una discrepanza tra ciò che otteniamo da questo tipo di candela standard, e ciò che otteniamo attraverso altri metodi.

"Più comprendiamo come si formano le supernove, meglio possiamo capire se questa discrepanza che stiamo vedendo è dovuta a una nuova fisica di cui non siamo consapevoli e non prendiamo in considerazione, o semplicemente perché stiamo sottovalutando le incertezze in quelle distanze.

"C'è un'altra discrepanza tra la velocità delle supernove galattiche stimata e quella osservata, e il numero di progenitori che vediamo. Possiamo stimare quante supernove ci saranno nella nostra galassia osservando molte galassie, o attraverso ciò che sappiamo dall'evoluzione stellare, e questo numero è coerente. Ma se cerchiamo oggetti che possono diventare supernovae, non ne abbiamo abbastanza. Questa scoperta è stata molto utile per stimare il contributo di una subnana calda e di una nana bianca binaria. Non sembra ancora molto, nessuno dei canali che abbiamo osservato sembra essere sufficiente."