T Coronae Borealis sta per esplodere? Facciamo chiarezza

Recenti dati spettroscopici indicano che qualcosa sta cambiando nel sistema: significa che T Coronae Borealis sta per esplodere? La risposta è complessa e merita cautela

T Coronae Borealis: Sta davvero giungendo il momento dell’eruzione? Tra gli oggetti celesti sotto osservazione da parte degli astronomi di tutto il mondo, T Coronae Borealis (T CrB) occupa un posto speciale. Questa nova ricorrente nella costellazione della Corona Boreale si trova in un periodo in cui potrebbe esplodere da un momento all’altro, illuminando il cielo notturno come fece nel 1866 e nel 1946. Ma recenti dati spettroscopici indicano che qualcosa sta cambiando nel Sistema, qualcosa che potrebbe indicare un aumento significativo della sua attività di accrescimento. Significa che sta per esplodere? La risposta è complessa e merita cautela.

Cos’è T Coronae Borealis e perché è così importante?

T CrB è un sistema binario simbiotico composto da una nana bianca massiccia (con massa compresa tra circa 1.3 e 1.4 masse solari), che accresce materia dalla sua compagna, una gigante rossa (con massa tra 1.1 e 1.2 masse solari), che perde gas sotto l’effetto della gravità della nana bianca. Quando la nana bianca accumula abbastanza materiale, l’idrogeno sulla sua superficie può innescare una reazione termonucleare incontrollata, causando un’esplosione visibile come un improvviso aumento di luminosità: una nova.

Ma perché abbiamo un’esplosione?

Il fatto che il materiale accresciuto dalla compagna alimenti delle reazioni nucleari sulla superficie della nana bianca è una condizione sì necessaria ma non sufficiente. L’Universo è infatti pieno di stelle (incluso il nostro Sole) che bruciano il plasma al loro interno tramite reazioni nucleari senza per questo esplodere. Però, nel caso di una nova, il materiale che compone la nana bianca si trova in uno stato molto particolare chiamato “degenerazione elettronica”. Si tratta di uno stato tipico della materia ad alta densità, in questo caso dell’ordine di decine di milioni di grammi per centimetro cubo. Questa densità così elevata di fatto costringe un grande numero di elettroni a piazzarsi su orbitali a energie sempre più vicine tra di loro.

Agli elettroni però, che da bravi fermioni ubbidiscono al principio di esclusione di Pauli (che vieta la presenza di elettroni con gli stessi numeri quantici, ergo limitando fortemente il numero di elettroni sullo stesso livello energetico), questa cosa proprio non piace, e si oppongono generando una pressione verso l’esterno nota come “pressione di degenerazione”. Questa pressione ha una caratteristica importantissima, ovvero è indipendente dalla temperatura e dipende solo dalla densità. Ciò ha conseguenze drammatiche. Se infatti nella maggior parte delle stelle la struttura si espande raffreddandosi nel momento in cui l’energia generata al loro interno dalle reazioni nucleari aumenta, ciò NON avviene nel caso di una nana bianca, dato che la pressione di degenerazione che la sorregge è insensibile alla temperatura.

E quando essa accrescerà materiale dalla compagna bruciandolo sulla superficie, l’energia termica così generata non verrà accompagnata da un’espansione e conseguente raffreddamento. Verrà bensì accumulata fino al raggiungimento di condizioni critiche, che determineranno l’esplosione nota come “nova”. Tale esplosione, che avverrà in superficie, non distruggerà la nana bianca, che potrà così poi riprendere ad accrescere massa e, possibilmente, causare ulteriori novae. Per illustrare il tutto con un esempio, immaginiamo di avere in un caso della benzina sparsa sull’asfalto, e in un altro della benzina dentro a un barile rigido.

Se dessimo fuoco alla benzina, avremmo un’esplosione solo nel caso in cui essa è raccolta nel barile. Infatti, quando essa è semplicemente sparsa sull’asfalto, genererà al più una sorta di laghetto infuocato per poi spegnersi gradualmente, senza fenomeni esplosivi. Nel caso del barile, invece, abbiamo le pareti rigide che per un lasso di tempo iniziale non si espanderanno, comportandosi quindi in maniera in qualche modo analoga agli elettroni degeneri della nana bianca. Per un piccolo lasso di tempo il volume del barile sarà insomma indipendente dalla temperatura, che intanto continua a crescere al suo interno. Di conseguenza, l’energia termica rilasciata dal bruciamento della benzina si accumulerà fino a quando la struttura del barile cederà, rilasciandola tutta in un colpo solo, generando ciò che chiamiamo “esplosione”.

L’importanza di T CrB va ben oltre il suo spettacolo celeste. Le sue esplosioni permettono di testare i modelli teorici sulla fisica delle novae, sulla nucleosintesi e persino sull’origine delle supernovae di Tipo Ia, eventi cruciali per la chimica delle galassie e la cosmologia.

Le nuove osservazioni: un campanello d’allarme?

Un recente Astronomer’s Telegram ha riportato un’importante evoluzione nella linea spettrale dell’idrogeno Hα, una delle più intense nei sistemi in accrescimento In particolare, il flusso della linea Hα è aumentato del 130% in meno di un mese. In maniera analoga, anche l’ampiezza della linea è aumentata, indicando una possibile espansione del disco di accrescimento. Un simile comportamento fu osservato in RS Ophiuchi, un’altra nova ricorrente, prima della sua esplosione nel 2021. Questi segnali suggeriscono un aumento del tasso di accrescimento, il che potrebbe portare a un’eruzione… ma non necessariamente nell’immediato futuro. Infatti, l’aumento del tasso di accrescimento è certamente un evento degno di nota, ma non è di per sé una prova che l’eruzione sia imminente, in quanto le fluttuazioni dell’accrescimento possono dipendere da diversi fattori, tra cui variazioni periodiche dell’orbita tra la nana bianca e la gigante rossa, dinamiche interne del disco di accrescimento, che può diventare temporaneamente più efficiente nel trasferire massa, fenomeni transitori nel vento stellare della compagna, che possono alterare il flusso di materiale verso la nana bianca.

In altre parole, è vero che il sistema sta mostrando segni di attività, ma il solo aumento del tasso di accrescimento non è sufficiente per dichiarare che l’esplosione sia imminente (ovvero in tempo scala di qualche giorno).

Quando potremo vedere l’eruzione?

L’intervallo temporale atteso per l’eruzione di T Coronae Borealis si estende tra il 2024 e il 2026, sulla base del suo ciclo storico di circa 80 anni. I recenti dati suggeriscono che il sistema sta attraversando una fase di crescente instabilità, ma resta impossibile prevedere con certezza il momento preciso dell’eruzione. Gli astronomi continueranno dunque a monitorare attentamente il sistema. Un ulteriore aumento dell’attività potrebbe rendere più chiara la situazione e magari fornire un vero segnale premonitore. Nel frattempo, il consiglio per gli appassionati è chiaro: tenete d’occhio il cielo!

Fonti:

• Linford et al. The Astrophysical Journal, Volume 884, Issue 1, article id. 8, 8 pp. (2019).
• Denissenkov et al. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 442, Issue 3, p.2058-2074 (2014)
• ATel #17041