La visione prevalente delle nane bianche come inerti, le stelle che si raffreddano lentamente sono state messe alla prova dalle osservazioni del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA. Un gruppo internazionale di astronomi ha scoperto la prima prova che le nane bianche possono rallentare il loro tasso di invecchiamento bruciando idrogeno sulla loro superficie.

"Abbiamo trovato la prima prova osservativa che le nane bianche possono ancora subire un'attività termonucleare stabile, " ha spiegato Jianxing Chen dell'Alma Mater Studiorum Università di Bologna e dell'Istituto Nazionale di Astrofisica, che ha condotto questa ricerca. "Questa è stata una vera sorpresa, in quanto è in contrasto con ciò che comunemente si crede."

Le nane bianche sono le stelle che si stanno lentamente raffreddando che hanno liberato i loro strati esterni durante le ultime fasi della loro vita. Sono oggetti comuni nel cosmo; circa il 98% di tutte le stelle dell'Universo finirà per diventare nane bianche, compreso il nostro Sole. Lo studio di queste fasi di raffreddamento aiuta gli astronomi a capire non solo le nane bianche, ma anche le loro fasi precedenti.

Per studiare la fisica alla base dell'evoluzione delle nane bianche, gli astronomi hanno confrontato le nane bianche in fase di raffreddamento in due enormi raccolte di stelle:gli ammassi globulari M3 e M13. Questi due ammassi condividono molte proprietà fisiche come l'età e la metallicità, ma le popolazioni di stelle che alla fine daranno origine alle nane bianche sono diverse. In particolare, il colore complessivo delle stelle in uno stadio evolutivo noto come il Ramo Orizzontale è più blu in M13, indicando una popolazione di stelle più calde. Questo rende M3 e M13 insieme un perfetto laboratorio naturale in cui testare come si raffreddano diverse popolazioni di nane bianche.

"La superba qualità delle nostre osservazioni Hubble ci ha fornito una visione completa delle popolazioni stellari dei due ammassi globulari, "Continuò Chen. "Questo ci ha permesso di confrontare davvero il modo in cui le stelle si evolvono in M3 e M13."

Utilizzando la Wide Field Camera 3 di Hubble, il team ha osservato M3 e M13 a lunghezze d'onda vicine all'ultravioletto, permettendo loro di confrontare più di 700 nane bianche nei due cluster. Hanno scoperto che M3 contiene nane bianche standard che stanno semplicemente raffreddando i nuclei stellari. M13, d'altra parte, contiene due popolazioni di nane bianche:le nane bianche standard e quelle che sono riuscite a trattenere un involucro esterno di idrogeno, permettendo loro di bruciare più a lungo e quindi di raffreddarsi più lentamente.

Confrontando i loro risultati con le simulazioni al computer dell'evoluzione stellare in M13, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che circa il 70% delle nane bianche in M13 stanno bruciando idrogeno sulle loro superfici, rallentando la velocità con cui si raffreddano.

Questa scoperta potrebbe avere conseguenze sul modo in cui gli astronomi misurano l'età delle stelle nella Via Lattea. L'evoluzione delle nane bianche è stata precedentemente modellata come un processo di raffreddamento prevedibile. Questa relazione relativamente semplice tra età e temperatura ha portato gli astronomi a utilizzare la velocità di raffreddamento della nana bianca come un orologio naturale per determinare l'età degli ammassi stellari, ammassi particolarmente globulari e aperti. Però, le nane bianche che bruciano idrogeno potrebbero rendere queste stime di età imprecise fino a 1 miliardo di anni.

"La nostra scoperta sfida la definizione di nane bianche mentre consideriamo una nuova prospettiva sul modo in cui le stelle invecchiano, " ha aggiunto Francesco Ferraro dell'Alma Mater Studiorum Università di Bologna e dell'Istituto Nazionale di Astrofisica, che ha coordinato lo studio. "Stiamo ora studiando altri ammassi simili a M13 per limitare ulteriormente le condizioni che spingono le stelle a mantenere il sottile involucro di idrogeno che consente loro di invecchiare lentamente".

Lo studio è pubblicato su Astronomia della natura .