Novembre 28, 2021

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Gli astronomi usano il satellite a caccia di pianeti per vedere la nana bianca “accendersi e spegnersi” per la prima volta

Un esempio dell’impressione di un artista di una nana bianca – in questa immagine la nana bianca MV Lyrae – si accumula mentre deriva materiale da una stella compagna. Credito: Helena Uthas

Gli astronomi hanno usato un satellite a caccia di pianeti per vedere un Nana bianca Si accende e si spegne improvvisamente per la prima volta.

I ricercatori guidati dalla Durham University nel Regno Unito hanno utilizzato NASASatellite di indagine sugli esopianeti in transito (lui-capra) 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. Ha all’incirca le dimensioni della Terra, ma ha una massa più vicina a quella del Sole.

È noto che la nana bianca osservata dal team si accumula, o si nutre, da una stella compagna che la orbita intorno.

Con le nuove osservazioni, gli astronomi hanno visto perdere la sua luminosità in 30 minuti, un processo precedentemente visto solo nelle nane bianche che si accumulava per diversi giorni o mesi.

La luminosità della nana bianca in accumulo 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, in cui oggetti come buchi neri, nane bianche e stelle di neutroni si nutrono di materiale circostante proveniente dalle stelle vicine.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista astronomia naturale.

TW Pictures Tess

TW Pictoris è un sistema binario relativamente brillante in cui una nana bianca accumula materiale da una stella compagna. Le osservazioni effettuate sul satellite Transiting Exoplanet Survey (TESS) hanno rivelato come TW Pictoris svanisca improvvisamente e bruscamente in meno di 30 minuti. La figura mostra come le osservazioni di TESS rivelano questa transizione dalla modalità luminosa contrassegnata in blu alla modalità oscura contrassegnata in rosso. Credito: Simon Scaringi

Il team ha osservato il fenomeno nel sistema binario della nana bianca, TW Pictoris, che si trova a circa 1.400 anni luce dalla Terra.

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TW Pictoris consiste in una nana bianca alimentata da un disco di accrescimento oceanico alimentato da idrogeno ed elio dalla sua stella compagna più piccola. Quando la nana bianca mangia – o si accumula – diventa più luminosa.

Usando i dettagli osservativi più fini forniti da TESS, che viene tipicamente utilizzato per cercare pianeti al di fuori del nostro sistema solare, il team guidato da Durham ha visto cali e picchi di luminosità senza precedenti in una nana bianca in crescita su scale temporali così brevi.

Poiché il flusso di materia sul disco di accrescimento della nana bianca dalla sua stella compagna è relativamente costante, non dovrebbe influenzare significativamente la sua luminosità in periodi di tempo così brevi.

Invece, i ricercatori ritengono che ciò a cui stanno assistendo potrebbe essere un rimodellamento del campo magnetico della superficie della nana bianca.

Satellite integrato per rilevare esopianeti in transito

Il satellite TESS (Fully Integrated Transiting Exoplanet Survey), lanciato nel 2018 per trovare migliaia di nuovi pianeti in orbita attorno ad altre stelle. I ricercatori guidati dall’Università di Durham nel Regno Unito hanno utilizzato TESS per osservare il sistema binario della nana bianca TW Pictoris. Credito: orbitale ATK / NASA

Durante la modalità di funzionamento, quando la luminosità è alta, la nana bianca si alimenta come di consueto dal disco dell’accumulatore. Improvvisamente e improvvisamente il sistema si spegne e la sua luminosità diminuisce.

Quando ciò accade, affermano i ricercatori, il campo magnetico ruota così rapidamente che una barriera centrifuga impedisce al carburante del disco di accrescimento di cadere costantemente sulla nana bianca.

NASA Tess SpaceX

Il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA è stato trasportato all’interno del Payload Hazardous Service Facility presso il Kennedy Space Center dell’agenzia in Florida. Credito: NASA/Frankie Martin

Durante questa fase, la quantità di carburante di cui una nana bianca può nutrirsi è regolata da un processo chiamato cancello magnetico.

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In questo caso, il campo magnetico rotante della nana bianca regola il passaggio del carburante attraverso una “porta” sul disco di accrescimento, determinando i piccoli aumenti semi-regolari della luminosità osservati dagli astronomi.

Dopo qualche tempo, il sistema si “accende” a intermittenza e la luminosità aumenta di nuovo al livello originale.

L’autore principale, il dott. Simon Scaringi, del Centre for Extragalactic Astronomy dell’Università di Durham, nel Regno Unito, ha dichiarato: “Le differenze di luminosità osservate nelle nane bianche in accrescimento sono generalmente relativamente lente, e si verificano su scale temporali che vanno da giorni a mesi.

“Vedere la luminosità di TW Pictoris diminuire in 30 minuti è di per sé insolito perché non è stato visto in precedenza in altre nane bianche in accrescimento ed è del tutto inaspettato dalla nostra comprensione di come questi sistemi dovrebbero essere alimentati dal disco di accrescimento. Sembra essere Si accende e si spegne.

“Questo è davvero un fenomeno precedentemente non riconosciuto, e poiché possiamo fare confronti con comportamenti simili in stelle di neutroni molto più piccole, potrebbe essere un passo importante per aiutarci a capire meglio il processo di come altri organismi di accrescimento si nutrono del materiale circostante 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.

Riferimento: “Una nana bianca che si accumula mostra un rapido passaggio in modalità di transizione” 18 ottobre 2021, astronomia naturale.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01494-x

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La ricerca nel Regno Unito è stata finanziata dalla Durham University. Il gruppo di ricerca comprendeva anche l’Istituto Nazionale Italiano di Astrofisica, l’Osservatorio Astronomico del Sud Africa, l’Università di Cape Town e l’Università del Free State, entrambi anche Sud Africa, Radboud University, Paesi Bassi, l’Università di Southampton, Regno Unito e l’Università di Notre Dame, USA.