Un team internazionale di astronomi ha scoperto due stelle in una coppia binaria che completano un'orbita l'una intorno all'altra in poco più di tre ore, residente nella nebulosa planetaria M3-1. Sorprendentemente, le stelle potrebbero guidare un'esplosione di nova, un evento del tutto inaspettato basato sulla nostra attuale comprensione dell'evoluzione delle stelle binarie. Il gruppo, guidato da David Jones dell'Instituto Astrofisica de Canarias e dell'Universidad de La Laguna, riferire i loro risultati in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society:Lettere .

Le nebulose planetarie sono i gusci luminosi di gas e polvere formati dagli strati esterni di stelle come il nostro Sole, che si liberano durante le fasi finali della loro evoluzione. In molti casi, l'interazione con una vicina stella compagna gioca un ruolo importante nell'espulsione di questo materiale e nella formazione delle strutture elaborate viste nelle nebulose planetarie risultanti.

La nebulosa planetaria M3-1 si trova nella costellazione del Cane Maggiore, ad una distanza di circa 14, 000 anni luce. M3-1 era un solido candidato per ospitare una stella centrale binaria, poiché la sua struttura con getti e filamenti prominenti è tipica di queste interazioni stellari binarie.

Utilizzando i telescopi dell'Osservatorio europeo meridionale (ESO) in Cile, La squadra di Jones ha esaminato M3-1 per un periodo di diversi anni. Nel processo hanno scoperto e studiato le stelle binarie al centro della nebulosa.

"Sapevamo che M3-1 doveva ospitare una stella binaria, così ci siamo messi ad acquisire le osservazioni necessarie per dimostrarlo e per mettere in relazione le proprietà della nebulosa con l'evoluzione della stella o delle stelle che l'hanno formata" dice Brent Miszalski, ricercatore presso il Southern African Large Telescope, e co-autore dello studio.

Le due stelle sono così vicine che non possono essere risolte da terra, così invece la presenza della seconda stella è dedotta dalla variazione della loro luminosità combinata osservata, più ovviamente da eclissi periodiche di una stella dall'altra che producono marcate cadute nella luminosità.

"Quando abbiamo iniziato le osservazioni, è stato subito chiaro che il sistema era un binario" spiega Henri Boffin, ricercatore presso l'Osservatorio europeo meridionale in Germania. "Abbiamo visto che la stella apparentemente singola al centro della nebulosa stava cambiando rapidamente di luminosità, e sapevamo che ciò doveva essere dovuto alla presenza di una stella compagna."

Il team ha scoperto che la stella centrale della nebulosa planetaria M3-1 ha una delle stelle centrali binarie con periodo orbitale più breve conosciute fino ad oggi, a poco più di tre ore. Le osservazioni dell'ESO mostrano anche che le due stelle, molto probabilmente una nana bianca con una compagna di sequenza principale di piccola massa, si stanno quasi toccando.

Di conseguenza, è probabile che la coppia subisca una cosiddetta eruzione della nova, il risultato del trasferimento di materiale da una stella all'altra. Quando questo raggiunge una massa critica, avviene una violenta esplosione termonucleare e il sistema aumenta temporaneamente di luminosità fino a un milione di volte.

"Dopo le varie campagne di osservazione in Cile, avevamo abbastanza dati per cominciare a capire le proprietà delle due stelle:le loro masse, temperature e raggi", afferma Paulina Sowicka, un dottorato di ricerca studente presso il Centro Astronomico Nicolas Copernicus in Polonia. "È stata una vera sorpresa che le due stelle fossero così vicine e così grandi che quasi si toccassero l'una con l'altra. Un'esplosione di nova potrebbe avvenire tra poche migliaia di anni".

La teoria suggerisce che le stelle binarie dovrebbero essere ben separate dopo la formazione di una nebulosa planetaria. Dovrebbe quindi volerci molto tempo prima che ricomincino a interagire e che eventi come le novae diventino possibili.

Nel 2007, gli astronomi hanno osservato una diversa esplosione di nova, noto come Nova Vul 2007, all'interno di un'altra nebulosa planetaria.

Jones commenta:"L'evento del 2007 è stato particolarmente difficile da spiegare. Quando le due stelle sono abbastanza vicine per una nova, il materiale nella nebulosa planetaria dovrebbe essersi espanso e dissipato così tanto da non essere più visibile."

Il nuovo evento si aggiunge all'enigma, aggiunge Jones:"Nelle stelle centrali di M3-1, abbiamo trovato un altro candidato per un'eruzione di nova simile in un futuro relativamente prossimo".

Il team ora spera di condurre ulteriori studi sulla nebulosa e su altri simili, contribuendo a far luce sui processi fisici e sulle origini di novae e supernovae, alcuni dei fenomeni più spettacolari e violenti dell'universo.