Un’insolita stella nana bianca, soprannominata Giano, è composta da un lato da idrogeno e dall’altro lato da elio: la scoperta grazie alla Zwicky Transient Facility
Per la prima volta gli astronomi hanno scoperto che almeno un membro della famiglia cosmica delle nane bianche (il residuo finale, che prima ne costituiva il nucleo, dell’evoluzione delle stelle di massa iniziale inferiore a circa 8 masse solari) ha due facce. Un lato della stella nana bianca è composto da idrogeno, mentre l’altro è costituito da elio.
Le nane bianche
Le nane bianche sono i resti di stelle che un tempo erano simili al nostro Sole. Man mano che tali stelle invecchiano, si trasformano prima in giganti rosse e poi in stelle AGB (Asymptotic Giant Branch); alla fine, il loro materiale esterno viene spazzato tramite intensi venti stellari, spogliando via via i loro nuclei che doventano visibili come nane bianche dense e calde. Il nostro Sole si evolverà in una nana bianca tra circa 5 miliardi di anni. La nuova nana bianca, soprannominata Giano, dio romano solitamente raffigurato con due volti (il cosiddetto Giano Bifronte) poiché il dio può guardare il futuro e il passato, è stata inizialmente scoperta dalla Zwicky Transient Facility (ZTF), uno strumento che scansiona i cieli ogni notte dall’Osservatorio Palomar del Caltech vicino a San Diego. Gli scienziati erano alla ricerca di nane bianche altamente magnetizzate. Un oggetto candidato si è distinto per i suoi rapidi cambiamenti di luminosità, cosa che ha indotto gli scienziati a indagare ulteriormente con lo strumento CHIMERA a Palomar, così come con HiPERCAM sul Gran Telescopio Canarias nelle Isole Canarie in Spagna. I dati cosi’ raccolti hanno confermato che Giano ruota sul proprio asse ogni 15 minuti.
Successive osservazioni effettuate con l’Osservatorio WM Keck in cima a Maunakea alle Hawaii hanno rivelato la natura a doppia faccia della nana bianca. Il team ha utilizzato uno spettrometro per separare la luce della nana bianca nelle sue diverse lunghezze d’onda, in modo da scovare le “impronte chimiche” sotto forma di linee di assorbimento dei vari elementi presenti. I dati hanno rivelato la presenza di idrogeno quando un lato dell’oggetto era in vista (senza segni di elio) e solo elio quando l’altro lato era visibile.
Ma perché accade ciò?
Il team ha formulato alcune possibili teorie. Un’idea è che la stella Giano stia attraversando una rara fase di evoluzione della nana bianca. Dopo che le nane bianche si sono formate e sono ancora molto calde (con temperature superiori ai 50 mila gradi), i loro elementi più pesanti col tempo affondano verso l’interno, mentre i loro elementi più leggeri diffondono anche grazie all’emissione termica vanno verso l’alto. In questa fase, la superficie della nana bianca apparirà cosi’ composta in maniera predominante da idrogeno. Ma col passare del tempo le nane bianche si raffreddano. Quando la temperatura scende sotto circa 35 mila gradi, buona parte dei nuclei atomici inizierà a ricombinarsi parzialmente con gli elettroni liberi formando ioni, cosa che aumenterà l’opacità del plasma e favorendo il trasporto dell’energia tramite convezione (invece che tramite processi radiativi). In questo caso, l’idrogeno viene miscelato all’interno e diluito in modo tale che l’elio diventi prevalente. Giano può incarnare questa fase di transizione, ma resta una domanda: perché la transizione avviene in modo così sconnesso, con una parte che si evolve prima dell’altra? La risposta, secondo il team scientifico, potrebbe risiedere nella presenza di un debole campo magnetico che potrebbe sopprimere in maniera localizzata la convezione dell’inviluppo nella nana bianca, dando origine all’asimmetria osservata. Un’ipotesi interessante quanto affascinante, che richiederà di ricercare altri oggetti simili a Giano per poter essere validata, oltre che per far ulteriore luce sulle complesse fasi evolutive di questi importantissimi oggetti quali sono le nane bianche.
Fonte: Caltech
