Se non puoi cambiare la luminosità cambia la distanza

L’avventura astronomica che vado a raccontarvi è molto significativa per vari motivi. Innanzitutto perché attraverso la tecnologia più spinta si è riusciti a risolvere uno dei piccoli grandi problemi delle stelle doppie quasi a contatto. Inoltre, perché tutto ciò è stato possibile anche attraverso la continua e costante collaborazione degli scienziati con i “veri” dilettanti. L’osservazione dell’Universo acquista, in tal modo, un significato ben più ampio e godibile a tutti i livelli. Peccato che in Italia si sia ben lontani da questo tipo di emozione e si preferisca, per lo più, limitarsi a un effimero piacere estetico fine a se stesso.

SS Cygni è una celebre stella variabile ed è classificata come nova nana. In realtà essa è costituita da una coppia di stelle. La più massiccia è una nana bianca intorno a cui rivolve una nana rossa come Rosetta. La gravità della stella degenere risucchia materiale dalla compagna attraverso il ben noto punto lagrangiano di cui abbiamo parlato spesso e volentieri; il gas si accumula in un disco attorno alla nana bianca fino a cadere su di essa. Le due “nane” sono vicinissime e il periodo di rivoluzione è solo di 6.6 ore. La quantità di materia che passa da una stella all’altra subisce dei momenti di “stanca” e quando ciò avviene si crea una forte instabilità (come un fiume che si sta prosciugando) che produce dei lampi luminosi che si ripetono in media ogni 49 giorni e aumentano di molto la luminosità dell’oggetto (circa 4 magnitudini).

Attenzione a non confondere una nova nana con una nova classica. Queste ultime devono la variazione di luminosità alla fusione dell’idrogeno che si accumula sulla nana bianca, mentre le nove nane, come già detto, variano la loro luce a causa dell’instabilità del disco di accrescimento. Finché il flusso è ricco e abbondante la materia fluisce senza intoppi, quando comincia a diminuire, il disco dà luogo a colpi di tosse anche molto violenti. Inoltre, le nove nane sono decisamente meno luminose e hanno un periodo molto più corto, anche dell’ordine dei giorni come nel caso di SS Cygni.

SS Cygni è la più famosa nova di questo genere, ma è l’unica per cui il meccanismo proposto sembra non lavorare correttamente. Dalla distanza, stabilita con il metodo della parallasse annua attraverso le misure di Hubble, l’oggetto celeste risultava essere la più luminosa di tutte le nove nane conosciute. Questo fatto comportava, però, che la materia trasferita dalla nana rossa alla nana bianca doveva essere molto abbondante e quindi il disco molto stabile, come un fiume perennemente ricco d’acqua. Stabilità vuole anche dire mancanza di lampi luminosi e … invece SS Cygni li mostra… e come!

A questo punto vale la pena fare un po’ di storia dell’enigmatica nova, l’esempio classico e storico  che contraddice tutti gli altri oggetti del suo tipo. Scoperta nel 1896, essa è stata seguita dagli astronomi dilettanti fin dall’inizio. Si può stabilire con certezza che nessun picco di luminosità sia mai stato saltato dagli appassionati del Cielo. Il che vuole anche dire che è stata osservata circa mezzo milione di volte attraverso telescopi amatoriali, con tutte le tecniche disponibili.

Un esempio di ciò che si può ottenere con modesta strumentazione è mostrato nella Fig. 1.

fig. 1
Figura 1

Possiamo tranquillamente dire che le caratteristiche fisiche e geometriche del sistema sono di primissima qualità proprio grazie allo sforzo continuo e instancabile dei dilettanti. La posizione del sistema doppio, immerso in una marea di stelle della ricchissima banda della Via Lattea, è anche l’ideale per trovare stelle di riferimento a volontà. Il piano orbitale del sistema è inclinato di 50 gradi rispetto a noi e le masse delle due stelle sono di 0.6 e 0.4 masse solari. Osservare quel piccolo punto nel cielo, vedere la sua improvvisa crescita luminosa e sapere che si sta assistendo in diretta a uno scambio di materia che varia con un periodo quasi costante, è veramente una grande emozione. Basta chiudere gli occhi e si immagina subito “Rosetta” che regala il suo idrogeno alla piccola e massiccia nana bianca che lo centellina come fosse un succo prelibato (Fig. 2).

SS Cygni
Una visione artistica di SS Cygni. La piccola nana rossa cede la sua materia all’affamata nana bianca. Quando il cibo scarseggia il disco si lamenta ed emette lampi di luce e… tutto ricomincia. Fonte: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Io non leggo più il forum, ma spero che i forumisti leggano ancora questi articoli e riflettano un po’ sulle loro “prede” notturne e sappiano fare scelte più oculate con la stessa fatica e passione. Oltre che immaginare paesaggi fantastici, aiuterebbero la Scienza. E non è cosa da poco per un vero amante del Cosmo…

Veniamo ora alla nuova scoperta effettuata attraverso telescopi mostruosamente più grandi e precisi di Hubble: il VLBA e il VLBI. Entrambi radiotelescopi di ultima generazione possono ottenere misure accuratissime (ricordate che il potere risolutivo di un telescopio va solo con il suo diametro, vero o apparente che sia). Fortunatamente, i lampi di SS Cygni si vedono anche nel radio. Un’occasione veramente ghiotta per i due mostri tecnologici.

I loro sforzi sono stati premiati e la misura della parallasse del sistema doppio è risultata completamente diversa da quella di Hubble. Hubble utilizzava stelle di confronto relativamente vicine e quindi non proprio “ferme”, mentre i radiotelescopi possono usare sorgenti radio molto più lontane e decisamente più fisse nel cielo. La nova nana non si trova a 540 anni luce, ma soltanto a 370. Una sciocchezza? Nemmeno per sogno. Questa differenza di distanza è più che sufficiente per dare a SS Cygni una luminosità assoluta più bassa di quanto finora pensato. Ne consegue che anche la materia del disco deve essere meno abbondante e, quindi, le sue regolari instabilità più che normali. Finalmente il più classico esempio di nova nana è rientrato perfettamente nei ranghi.

L’importanza delle nove nane va oltre allo studio del singolo sistema doppio quasi a contatto (con tutti più sofisticati meccanismi di trasporto di massa). Sembra, infatti, che il periodo e l’intensità del picco di luminosità siano correlati, dato che dipendono solo dalla materia che si trasferisce da un corpo all’altro. Ciò vorrebbe dire che potrebbero essere usate come candele standard al pari delle supernove di tipo Ia. In fondo le stelle come Rosetta sono numerosissime e non è certo raro che si accompagnino a stelle come il Sole. Le nove nane non sono quindi oggetti piuttosto frequenti. Sono molto più deboli, ma la potenza dei telescopi continua ad aumentare…

Insomma, un grazie alla precisione di VLBA E VLBI, ma anche ai volenterosi e appassionati dilettanti che hanno fatto di SS Cygni la loro bandiera. E di oggetti interessanti e poetici come la nostra simpatica coppia ve ne sono a migliaia. C’è solo l’imbarazzo della scelta.

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8 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Un articolo davvero fantastico!Quindi,se ho capito bene,questa coppia di stelle potrebbe diventare una supernovae di tipo Ia,giusto?


    Orione2000

  2. Citazione Originariamente Scritto da orione2000 Visualizza Messaggio
    Un articolo davvero fantastico!Quindi,se ho capito bene,questa coppia di stelle potrebbe diventare una supernovae di tipo Ia,giusto?
    Orione2000
    mi spiace caro Orione... ma è praticamente impossibile!
    Anche se tutta la massa della nana rossa finisse sulla nana bianca si otterrebbe una massa totale di solo una massa solare (0.6 + 0.4 = 1) e per una supernova di tipo Ia bisogna arrivare almeno a 1.4...

  3. Articolo molto interessante! Anche se non ho capito bene fisicamente questi lampi da cosa siano prodotti...Si ha un momento di stallo, non fluisce piu materia..ma sto bagliore da cosa è prodotto?

    Grazie comunque dell'articolo Enzo!

  4. molto interessante...ora faccio una domanda idiota:è possibile che in questi sistemi vi sia una sorta di "palleggio"di materia? cioè, se le stelle sono così a contatto fra loro, è possibile che la exgigante rossa,(prima di collassare in nana bianca) abbia trasferito parecchia della sua materia a rosetta,e ora se la "riprende indietro?"

  5. Citazione Originariamente Scritto da marcom73 Visualizza Messaggio
    mi associo alla domanda di sopra per conoscerne la risposta...
    siete ... insaziabili...
    sapevo che qualcuno lo avrebbe chiesto. In realtà, la faccenda è un po' complicata. Riassumendo: la materia che non ha un flusso continuo precipita più facilmente sulla nana bianca. E' un po' come se mancasse un appoggio davanti e quindi si cade ... in parole povere ovviamente. La materia che cade riscalda e produce particelle energetiche che aumentano la luminosità. In altre parole, il punto caldo della nana bianca si rende ben visibile (ossia il punto dove la materia tocca la superficie). Il trasferimento di massa è un procedimento che si riassume con poche parole, ma la sua descrizione ha biosogno solitamente di libri interi di fluidodinamica e anche di magnetofluidodinamica. Fidatevi!

  6. Citazione Originariamente Scritto da davide1334 Visualizza Messaggio
    molto interessante...ora faccio una domanda idiota:è possibile che in questi sistemi vi sia una sorta di "palleggio"di materia? cioè, se le stelle sono così a contatto fra loro, è possibile che la exgigante rossa,(prima di collassare in nana bianca) abbia trasferito parecchia della sua materia a rosetta,e ora se la "riprende indietro?"
    La nana bianca, anche quando era stella di tipo solare, era comunque la più massiccia e quindi ha sempre risucchiato materia dalla sorella. Per scambiarsi i ruoli bisognerebbe che una delle due diventasse più massiccia dell'altra, ma se rosetta fosse diventata la più grande sarebbe diventata nana bianca per prima...

  7. Citazione Originariamente Scritto da Vincenzo Zappalà Visualizza Messaggio
    La nana bianca, anche quando era stella di tipo solare, era comunque la più massiccia e quindi ha sempre risucchiato materia dalla sorella. Per scambiarsi i ruoli bisognerebbe che una delle due diventasse più massiccia dell'altra, ma se rosetta fosse diventata la più grande sarebbe diventata nana bianca per prima...
    vero,hai ragione(come sempre),la più massiccia succhia sempre dalla sorella minore....
    ma allora può esistere una stella nata come rosetta col minimo di massa(0,1 solari) e che poi dimagrisca ulteriormente in situazioni come questa?possono esistere stelle che "bruciano" anche a meno di 0,1? che succede ad esse?si spengono?diventano nane brune?