Un team internazionale di astrofisici guidato da uno scienziato dell'Istituto Astronomico Sternberg dell'Università Statale Lomonosov di Mosca ha riportato la scoperta di una stella binaria di tipo solare all'interno del resto di supernova RCW 86. L'osservazione spettroscopica di questa stella rivela che la sua atmosfera è inquinata da pesanti elementi espulsi durante l'esplosione della supernova che ha prodotto RCW 86. In particolare, si è scoperto che l'abbondanza di calcio nell'atmosfera stellare supera l'abbondanza solare di un fattore sei, che suggerisce la possibilità che la supernova possa appartenere a un raro tipo di supernova ricca di calcio, oggetti enigmatici la cui origine non è ancora chiara. I risultati della ricerca sono pubblicati in Astronomia della natura il 2017 aprile, 24.

L'evoluzione di una stella massiccia termina con una violenta esplosione chiamata supernova. La parte centrale della stella esplosa si contrae in una stella di neutroni, mentre gli strati esterni si espandono con grande velocità e formano un esteso guscio gassoso chiamato residuo di supernova (SNR). Attualmente, diverse centinaia di SNR sono noti nella Via Lattea, di cui dozzine sono risultate associate a stelle di neutroni. Il rilevamento di nuovi esempi di stelle di neutroni negli SNR è molto importante per comprendere la fisica delle esplosioni di supernova.

Nel 2002, Vasilii Gvaramadze, uno scienziato dello Sternberg Astronomical Institute, ha proposto che l'aspetto piriforme della notte RCW 86 sia dovuto a un'esplosione di supernova vicino al bordo di una bolla mossa dal vento di una stella massiccia in movimento, la stella progenitrice della supernova. Questo gli ha permesso di rilevare una stella di neutroni candidata, attualmente noto come [GV2003] N, associato a RCW 86 utilizzando i dati dell'Osservatorio a raggi X Chandra.

Se [GV2003] N è, infatti, una stella di neutroni, allora dovrebbe essere una sorgente di emissione ottica molto debole. Ma nell'immagine ottica ottenuta nel 2010, una stella molto brillante è stata rilevata nella posizione di [GV2003] N. Ciò potrebbe significare che [GV2003] N non era una stella di neutroni. Vasilii Gvaramadze, l'autore principale del Astronomia della natura pubblicazione, spiega:"Per determinare la natura della stella ottica nella posizione di [GV2003] N, abbiamo ottenuto le sue immagini utilizzando l'imager ottico/vicino infrarosso a sette canali GROND al telescopio da 2,2 metri dell'Osservatorio europeo meridionale (ESO). La distribuzione spettrale dell'energia ha mostrato che questa stella è di tipo solare (una cosiddetta stella G). Ma poiché la luminosità dei raggi X della stella G dovrebbe essere significativamente inferiore a quella misurata per [GV2003] N, siamo giunti alla conclusione che si tratta di un sistema binario composto da una stella di neutroni (visibile ai raggi X come [GV2003] N) e una stella G, visibile in lunghezze d'onda ottiche."

L'esistenza di tali sistemi è un risultato naturale dell'evoluzione massiccia delle stelle binarie. Recentemente, è stato riconosciuto che la maggior parte delle stelle massicce si forma in sistemi binari e multipli. Quando una delle stelle esplode in un sistema binario, il secondo potrebbe essere inquinato da elementi pesanti, espulso da una supernova.

Per verificare l'ipotesi che [GV2003] N sia un sistema binario, gli astrofisici hanno ottenuto quattro spettri della stella G nel 2015 con il Very Large Telescope (VLT) dell'ESO. È stato scoperto che la velocità radiale di questa stella è cambiata significativamente in un mese, che è indicativo di una binaria eccentrica con un periodo orbitale di circa un mese. Il risultato ottenuto ha dimostrato che [GV2003] N è una stella di neutroni e che RCW 86 è il risultato dell'esplosione di una supernova vicino al bordo di una bolla mossa dal vento. Questo è molto importante per comprendere la struttura di alcuni SNR peculiari e per rilevare le loro stelle di neutroni associate.

Fino a poco tempo fa, la spiegazione più popolare dell'origine delle supernove ricche di calcio è stata la detonazione del guscio di elio su nane bianche di piccola massa. I risultati ottenuti da Vasilii Gvaramadze e dai suoi colleghi, però, implica che in determinate circostanze, una grande quantità di calcio potrebbe essere sintetizzata anche dall'esplosione di stelle massicce in sistemi binari.

Vasilii Gvaramadze dice, "Continuiamo a studiare [GV2003] N. Andremo a determinare i parametri orbitali del sistema binario, stimare le masse iniziale e finale del progenitore della supernova, e la velocità di kick ottenuta dalla stella di neutroni alla nascita. Inoltre, misureremo anche le abbondanze di elementi aggiuntivi nell'atmosfera della stella G. Le informazioni ottenute potrebbero essere di fondamentale importanza per comprendere la natura delle supernove ricche di calcio".