Un esempio di impressione artistica di una nana bianca - in questa immagine la nana bianca MV Lyrae - che si accresce mentre attinge materiale da una stella compagna. Credito:Helena Uthas
Gli astronomi hanno utilizzato un satellite a caccia di pianeti per vedere una nana bianca accendersi e spegnersi improvvisamente per la prima volta.
I ricercatori guidati dalla Durham University, UK, ha utilizzato il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA per osservare il fenomeno unico.
Le nane bianche sono ciò che la maggior parte delle stelle diventa dopo aver bruciato l'idrogeno che le alimenta. Hanno all'incirca le dimensioni della Terra, ma hanno una massa più vicina a quella del Sole.
La nana bianca osservata dal team è nota per essere in accrescimento, o nutrirsi, da una stella compagna orbitante.
Con le nuove osservazioni gli astronomi l'hanno vista perdere luminosità in 30 minuti, un processo visto in precedenza solo nell'accrescere le nane bianche in un periodo di diversi giorni o mesi.
La luminosità di una nana bianca in accrescimento è influenzata dalla quantità di materiale circostante di cui si nutre, quindi i ricercatori affermano che qualcosa sta interferendo con il suo approvvigionamento alimentare.
Sperano che la scoperta li aiuti a saperne di più sulla fisica dietro l'accrescimento, dove oggetti come i buchi neri, le nane bianche e le stelle di neutroni si nutrono di materiale circostante proveniente da stelle vicine.
I risultati sono pubblicati sulla rivista Astronomia della natura .
TW Pictoris è un sistema binario relativamente brillante in cui una nana bianca accumula materiale da una stella compagna. Le osservazioni con il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) hanno rivelato come TW Pictoris svanisca improvvisamente e bruscamente in meno di 30 minuti. La figura mostra come le osservazioni di TESS rivelino questa transizione da una modalità luminosa contrassegnata in blu, a una modalità debole contrassegnata in rosso. Credito:Simone Scaringi
Il team ha osservato il fenomeno nel sistema binario della nana bianca, TW Pittori, che si trova circa 1, 400 anni luce dalla Terra.
TW Pictoris consiste in una nana bianca che si alimenta da un disco di accrescimento circostante alimentato da idrogeno ed elio dalla sua stella compagna più piccola. Man mano che la nana bianca mangia, o cresce, diventa più luminosa.
Utilizzando i precisi dettagli osservativi offerti da TESS, normalmente utilizzato per cercare pianeti al di fuori del nostro sistema solare, il team guidato da Durham ha visto brusche cadute e aumenti di luminosità mai visti prima in una nana bianca in crescita su scale temporali così brevi.
Poiché il flusso di materiale sul disco di accrescimento della nana bianca dalla sua stella compagna è relativamente costante, non dovrebbe influenzare drasticamente la sua luminosità su scale temporali così brevi.
Anziché, i ricercatori credono che ciò a cui stanno assistendo potrebbero essere riconfigurazioni del campo magnetico superficiale della nana bianca.
Durante la modalità "on", quando la luminosità è alta, la nana bianca si nutre del disco di accrescimento come farebbe normalmente. Improvvisamente e bruscamente il sistema si "spegne" e la sua luminosità precipita.
Il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) completamente integrato, lanciato nel 2018 per trovare migliaia di nuovi pianeti in orbita attorno ad altre stelle. Ricercatori guidati dalla Durham University, UK, ha usato TESS per osservare il sistema binario della nana bianca TW Pictoris. Credito:orbitale ATK / NASA
I ricercatori affermano che quando ciò accade, il campo magnetico ruota così rapidamente che una barriera centrifuga impedisce al carburante del disco di accrescimento di cadere costantemente sulla nana bianca.
Durante questa fase la quantità di combustibile di cui la nana bianca è in grado di alimentarsi viene regolata attraverso un processo chiamato gating magnetico.
In questo caso, il campo magnetico rotante della nana bianca regola il carburante che passa attraverso una "porta" sul disco di accrescimento, portando a piccoli aumenti semi-regolari di luminosità visti dagli astronomi.
Dopo qualche tempo, il sistema si "riaccende" sporadicamente, e la luminosità torna al suo livello originale.
Autore principale Dott. Simone Scaringi, nel Centro di Astronomia Extragalattica, all'Università di Durham, UK, ha dichiarato:"Le variazioni di luminosità osservate nelle nane bianche in accrescimento sono generalmente relativamente lente, che si verificano su scale temporali da giorni a mesi.
"Vedere la luminosità di TW Pictoris precipitare in 30 minuti è di per sé straordinario in quanto non è mai stato visto in altre nane bianche in accrescimento ed è totalmente inaspettato dalla nostra comprensione di come questi sistemi dovrebbero alimentarsi attraverso il disco di accrescimento. Sembra accendersi e spegnersi.
Il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA viene spostato all'interno del Payload Hazardous Servicing Facility presso il Kennedy Space Center dell'agenzia in Florida. Credito:NASA/Frankie Martin
"Questo è davvero un fenomeno precedentemente non riconosciuto e poiché possiamo fare paragoni con comportamenti simili nelle stelle di neutroni molto più piccole, potrebbe essere un passo importante per aiutarci a capire meglio il processo di come altri oggetti in accrescimento si nutrono del materiale che li circonda e l'importante ruolo dei campi magnetici in questo processo."
Poiché le nane bianche sono più comuni nell'Universo delle stelle di neutroni, gli astronomi sperano di cercare altri esempi di questo comportamento in futuri progetti di ricerca per saperne di più sull'accrescimento.
Il gruppo di ricerca comprendeva anche l'Istituto Nazionale di Astrofisica, l'Osservatorio Astronomico del Sud Africa, l'Università di Città del Capo e l'Università dello Stato Libero, entrambi anche Sud Africa, Università di Radboud, Paesi Bassi, l'Università di Southampton, UK, e l'Università di Notre Dame, NOI.
