Un'immagine dell'Osservatorio a raggi X Chandra dell'ammasso globulare 47 Tucanae. L'immagine è larga circa dieci anni luce, e mostra molte variabili cataclismiche (CV), stelle nane bianche che crescono da una stella compagna. Gli astronomi hanno scoperto ventidue nuovi CV nell'ammasso, e ha utilizzato le statistiche per sostenere che, a differenza di molti grappoli che hanno brillante, CV di recente formazione, quelli qui sono più antichi o addirittura primordiali. Credito:NASA/CXC/Michigan State/A.Steiner et al. 2014
Le stelle variabili cataclismiche (CV) sono stelle nane bianche che si stanno accrescendo da un orbitante, stella compagna binaria di piccola massa. L'accrescimento è facilitato dalla vicinanza delle stelle; i periodi orbitali tipici variano da circa una a dieci ore. Sebbene la famiglia di questi binari CV esotici sia eterogenea, ci sono, grosso modo, quattro classi caratterizzate dalla fisica dell'accrescimento, eruzioni causate da occasionali eventi di accrescimento, ardendo dall'attività sulla superficie della nana bianca, e la comparsa di righe di idrogeno nella stella compagna.
I CV si trovano in molti ambienti galattici, ma la loro presenza negli ammassi globulari, le cui distanze e popolazioni sono ben caratterizzate, permette uno studio comparativo più preciso delle loro proprietà. I CV possono influenzare l'evoluzione dell'ammasso mentre sono essi stessi influenzati dal denso ambiente stellare in un ammasso. I modelli evolutivi dell'evoluzione degli ammassi globulari implicano che dopo circa dieci miliardi di anni, un ammasso con un milione di stelle dovrebbe avere circa duecento CV, molti di più di quelli visti finora in qualsiasi ammasso. Identificandoli, però, non è facile perché possono essere deboli e perché esistono in ambienti così affollati.
Gli astronomi CfA Maureen van den Berg e Josh Grindlay e i loro colleghi hanno rilevato ventidue nuovi CV nel vicino ammasso globulare 47 Tucanae (47 Tuc) utilizzando l'Osservatorio a raggi X Chandra e le misurazioni Hubble, portando il totale conosciuto a quarantatré, il campione più grande di qualsiasi ammasso globulare finora. Gli scienziati hanno scoperto che 47 Tuc ha meno CV brillanti di quanto ci si aspettasse.
Molti ammassi globulari mostrano un forte aumento della densità stellare vicino ai loro centri (il cosiddetto scenario del "collasso del nucleo"). Gli scienziati sostengono che le alte densità centrali in questi ammassi con il nucleo collassato hanno portato a frequenti incontri ravvicinati tra le stelle, che a sua volta ha portato alla formazione di CV più giovani e brillanti. L'ammasso 47 Tuc non ha subito il collasso del nucleo, il che potrebbe spiegare la relativa mancanza di CV così brillanti. Questi nuovi risultati implicano che la popolazione CV in 47 Tuc è quindi una combinazione di CV primordiali e altri formati dinamicamente all'inizio dell'evoluzione del cluster.
