Figura 1:impressione dell'artista. Gli astronomi propongono che le stelle formino un disco di accrescimento attorno a loro mentre rubano materiale dalla loro stella compagna. Credito:Dana Berry/NASA Goddard Space Flight Center
Gli astronomi usano le eclissi stellari per studiare l'atmosfera dei dischi di accrescimento attorno a stelle compatte. I ricercatori SRON hanno osservato questo metodo su una binaria a raggi X a bassa massa. Trovano un'atmosfera più densa del previsto e distinguono due diversi componenti del gas. La ricerca è stata pubblicata su Astronomia e astrofisica .
Quasi la metà dei sistemi stellari osservabili consiste in realtà di sistemi stellari binari. Le stelle in questi sistemi si tengono prigioniere a vicenda con la loro attrazione gravitazionale. Quello con la gravità più alta 'ruba' materiale dalla sua stella compagna e forma un disco di accrescimento (vedi figura 1).
Attualmente, le dimensioni esatte e la geometria dei dischi di accrescimento non sono chiare. Nuovi modelli e osservazioni a raggi X propongono che la dimensione verticale del disco sia maggiore di quanto previsto dai vecchi modelli teorici. Potrebbe esserci un'atmosfera estesa sopra il disco. Ma come si fa a vedere questo senza che il disco luminoso a raggi X travolga l'osservazione? La soluzione è trovare un sistema binario a raggi X adatto con un angolo di visione tale che la stella compagna eclissi il disco luminoso (vedi figura 2).
Gli astronomi SRON Ioanna Psaradaki, Elisa Costantini e Missagh Mehdipour, insieme a Maria Diaz Trigo dell'ESO, selezionato il sistema binario ad eclisse EXO 0748-676 e lo ha studiato con l'osservatorio spaziale a raggi X XMM-Newton. Il team ha scelto un binario di due stelle di piccola massa per la loro ricerca, poiché le stelle più massicce hanno forti venti in uscita che sono difficili da distinguere dai flussi di accrescimento. A volte, la stella in accrescimento e il suo disco furono completamente eclissati dalla stella compagna, così i ricercatori sono riusciti a ottenere uno spettro dell'intrigante atmosfera del disco.
Figura 2:vista dalla Terra, EXO 0748-676 è inclinato di un angolo tale che la stella compagna a volte blocca la stella primaria e il suo disco di accrescimento. Ciò fornisce agli astronomi una visione dell'atmosfera del disco, senza che la stella e il disco lo eclissino.
Il metodo dell'eclissi ha permesso agli astronomi di osservare l'atmosfera in modo più diretto rispetto agli studi precedenti. Confermano che l'atmosfera deve essere più densa del previsto e che il gas nell'atmosfera estesa appare in due fasi diverse. Il primo componente del gas è caldo, con una temperatura prossima a quella della parte inferiore del disco. Il secondo componente del gas è più freddo e di dimensioni più ridotte, e proviene dalla parte esterna del disco. I ricercatori propongono che quest'ultimo componente sia materiale grumoso creato dall'impatto del flusso di accrescimento sul disco.
"La spiegazione più probabile per un'atmosfera del disco così estesa è che la stella in accrescimento fotoionizza le parti esterne del disco a causa della forte radiazione di raggi X, " dice Psaradaki. "Questo fenomeno provoca instabilità termiche, mentre il gas cerca di trovare una soluzione stabile. Ciò è reso possibile se il disco aumenta il suo volume e quindi crea un'atmosfera estesa, come abbiamo visto nella nostra ricerca."
