Quel duo che forse era un trio

In uno studio pubblicato su The Astrophysical Journal un team di ricercatori ha analizzato il sistema binario HS 2220+2146, formato da due nane bianche, per cercare di comprendere meglio quale possa essere stata la sua origine. Il sistema esaminato mostra infatti delle peculiarità che non si accordano con i modelli tradizionali e potrebbe essere l’esempio per una nuova ipotesi evolutiva dei sistemi binari di nane bianche

Rappresentazione artistica di una stella vagabonda blue e di una nana Bianca in un Sistema stellare binario di lungo periodo orbitale. I ricercatori ipotizzano che un sistema di questo genere potrebbe essere all’origine del sistema binario di nane bianche HS 2220+2146. Crediti immagine: NASA/ESA/A. Feild (STScI)
Rappresentazione artistica di una stella vagabonda blue e di una nana bianca in un Sistema stellare binario di lungo periodo orbitale. I ricercatori ipotizzano che un sistema di questo genere potrebbe essere all’origine del sistema binario di nane bianche HS 2220+2146.
Crediti immagine: NASA/ESA/A. Feild (STScI)

Ad oggi sono noti oltre un centinaio di sistemi stellari formati da due nane bianche in orbita l’una attorno all’altra, ma come è avvenuta la loro formazione? I sistemi stellari binari, ovvero quelli formati da due stelle che orbitano intorno al loro comune centro di massa, sono inizialmente costituiti da due stelle di sequenza principale. La stella più massiccia e luminosa viene chiamata primaria, mentre l’altra viene chiamata compagna o secondaria. Nei sistemi che hanno un lungo periodo orbitale l’enorme distanza tra le due stelle implica che esse si evolvano in modo indipendente l’una dall’altra, percorrendo il proprio ciclo vitale all’interno della sequenza principale, in una posizione che è determinata principalmente dalla massa e da altri fattori, quali la composizione chimica, fino ad arrivare alla fase finale del percorso, che, nel caso di stelle di massa medio-piccola, è quella di una nana bianca.

In ragione del fatto che stelle con una massa più grande si evolvono in modo più rapido, la più massiccia di un sistema binario termina la propria vita prima della compagna. Sempre per la medesima ragione osservando un sistema formato da due nane bianche si può dire con ragionevole certezza che la più massiccia è anche la più vecchia delle due e che la sua temperatura dovrebbe essere la più bassa, essendosi formata prima dell’altra. Eppure nel sistema binario di nane bianche HS 2220+2146 è vero il contrario: la più massiccia delle due è anche la più giovane e calda della coppia. Ma se non hanno seguito un percorso evolutivo tradizionale, in quale modo si è formato questo sistema?

Un team di scienziati guidati da Jeff Andrews, della Foundation for Research and Technology-Hellas, ha di recente esaminato a fondo il sistema HS 2220+2146, analizzandone lo spettro per avere conferme dell’esatta misura della massa e della temperatura delle nane bianche. Sulla base delle analisi fatte Andrews e i suoi hanno stabilito che non ci sono compagne “nascoste”, la cui eventuale presenza avrebbe potuto giustificare l’inusuale evoluzione di questo strano sistema. Il team propone invece un’altra ipotesi, ovvero che HS 2220+2146 possa essere l’esempio di un percorso evolutivo  che ha visto protagoniste non due ma tre stelle. I risultati dello studio sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal.

Una rappresentazione di un stella tripla gerarchica, un sistema stellare che consiste di tre stelle legate gravitazionalmente. Esse percorrono un’orbita attorno ad un centro di massa comune, ed in genere sono disposte in modo che due delle stelle formino una stella binaria stretta, mentre la terza si trova più lontana. Crediti immagine: NASA/JPL-Caltech
Una rappresentazione di un stella tripla gerarchica, un sistema stellare che consiste di tre stelle legate gravitazionalmente. Esse percorrono un’orbita attorno ad un centro di massa comune, ed in genere sono disposte in modo che due delle stelle formino una stella binaria stretta, mentre la terza si trova più lontana.
Crediti immagine: NASA/JPL-Caltech

Nel modello proposto dai ricercatori il sistema binario sarebbe nato in realtà da una stella tripla gerarchica formata da tre stelle di sequenza principale. La due stelle più “interne” del sistema si sarebbero poi fuse dando vita a una nuova stella, appartenente alla classe delle vagabonde blu, che si sarebbe quindi evoluta successivamente alla fusione in modo più lento rispetto a quanto suggerito dalla sua grande massa.

La vagabonda blu e la rimanente stella di sequenza principale del sistema avrebbero poi continuato ad evolversi in modo indipendente. La stella più piccola avrebbe esaurito il suo ciclo di vita di stella di sequenza principale trasformandosi in una nana bianca, seguita dalla vagabonda blu, dall’evoluzione più lenta. Ecco spiegato quale potrebbe essere stato il percorso evolutivo che ha portato alla formazione del sistema che possiamo osservare oggi.

Se il modello sviluppato dal team di Andrews si dimostrasse corretto HS 2220+2146 sarebbe il primo sistema binario di nane bianche noto ad essersi formato in questo modo. Ma il numero di nane bianche che conosciamo è destinato a salire in modo esponenziale man mano che saranno analizzati i dati raccolti dalla missione Gaia dell’ESA, che sta mappando la nostra galassia, e molte di esse potrebbero essere inserite in sistemi binari. E chissà quanti di essi potrebbero essersi evoluti come HS 2220+2146.

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3 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Forse nella traduzione c'è qualcosa da precisare ...
    .
    … Che si sarebbe apparentemente evoluta in modo più lento rispetto a quanto previsto in base alla sua massa maggiore. Per meglio dire: chi osservasse il sistema ora binario senza sapere della fusione avvenuta, noterebbe che di due stelle nate assieme, sarebbe evoluta in nana bianca prima quella con massa minore, contrariamente a quanto previsto dalle teorie sull’evoluzione stellare. F.B.

  2. P.S. Non ho letto l'articolo originale; però quel testo italiano mi faceva pensare ad una evoluzione di fatto più lenta rispetto a quanto invece avrebbe dovuto essere in base alla massa.

  3. @Lontano,

    sono d'accordo che la frase nell'articolo non è propriamente corretta così come altre frasi a seguire, ma lascerei comunque il termine grande massa, poichè con esso si intende una massa superiore a quella ordinaria per un sistema binario costituito da due nane bianche, quindi con stelle progenitrici di masse piccole e/o intermedie.
    Se invece dici "massa maggiore", devi specificare rispetto a cosa, che è una forma più ostica almeno per un articolo mediatico.

    Il senso corretto è che dopo la fusione di due delle tre stelle sicuramente la nuova stella (una vagabonda blu, o blue straggler) ha accelerato la sua evoluzione rispetto a quella che avevano le due stelle singole che poi si sono unite. Tuttavia, poichè questa fusione è probabilmente avvenuta solo dopo molto tempo dall'origine del sistema triplo (si parla di sequenza principale, che è la fase più lunga dell'evoluzione stellare), la stella rimasta singola è ugualmente diventata nana bianca prima della vagabonda blu (quindi l'incremento di massa non è stato sufficiente a far si che la vagabonda blu evolvesse prima della stella compagna).
    Pertanto vedere una nana bianca più massiva e calda (segno di una evoluzione successiva) ed una meno massiva e fredda, con la stessa età, ci portano a pensare a questo possibile scenario proposto dagli autori. Gli autori però affermano di non avere la possibilità di confutare altri possibili scenari evolutivi.