"Mai visto niente di simile": scienziati fanno una scoperta che sfida l'astrofisica

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• A 730 anni luce dalla Terra, una nana bianca e una stella simile al Sole mostrano un arco di gas luminoso mai osservato prima.
• Le immagini del Very Large Telescope indicano che la struttura nasce dal sistema binario e non da una nebulosa allineata per caso.
• Il fenomeno sfida i modelli classici, perché manca il disco di accrescimento e potrebbe entrare in gioco un meccanismo magnetico ancora ignoto.

A circa 730 anni luce dalla Terra, una stella ormai spenta continua a lasciarsi alle spalle una scia di gas colorato, come una barca che fende l’acqua: sulla carta non avrebbe l’energia necessaria per farlo, eppure quella scia è lì.

Le immagini raccolte dal Very Large Telescope dell’ESO, in Cile, hanno trasformato questa curiosità in un rompicapo per gli astronomi, e hanno spinto i ricercatori a parlare di un fenomeno mai osservato prima.

• Una stella morta con una compagna simile al Sole
• Un'onda come quella davanti alla prua di una nave
• Il mistero del disco che manca
• Il campo magnetico e il "motore misterioso"

Una stella morta con una compagna simile al Sole

Protagonista dello studio pubblicato su Nature Astronomy è RXJ0528+2838, una nana bianca: ciò che resta di una stella di piccola massa dopo aver consumato tutto il suo combustibile.

È un oggetto grande più o meno quanto la Terra e incredibilmente denso, che brilla del calore residuo e si raffredda piano, come la brace di un fuoco spento. Accanto a lei orbita una stella molto simile al nostro Sole.

La luce che ci arriva da questa coppia è partita alla fine del Duecento e il sistema ha riservato ai ricercatori una sorpresa che Simone Scaringi, professore associato all’Università di Durham e co-responsabile della ricerca, riassume così: «Abbiamo trovato qualcosa di mai visto prima e, soprattutto, del tutto inatteso».

A catturare l’attenzione è una grande curva di gas luminoso che avvolge le due stelle, colorata di rosso, verde e blu: tre tinte che rivelano la presenza di idrogeno, azoto e ossigeno.

Un’onda come quella davanti alla prua di una nave

Anche le stelle viaggiano. Questa coppia, come il Sole, percorre un lungo giro attorno al centro della Via Lattea e, lungo la strada, attraversa il gas rarefatto che riempie lo spazio tra una stella e l’altra.

Quando il materiale soffiato via da una stella si scontra con questo gas si forma un’onda d’urto ad arco: Noel Castro Segura dell’Università di Warwick, tra gli autori dello studio, la paragona all’onda che si alza davanti alla prua di una nave in movimento.

L’arco era comparso per la prima volta nelle immagini dell’Isaac Newton Telescope, in Spagna. Per scoprirne l’origine, il gruppo guidato da Scaringi e da Krystian Iłkiewicz del Centro astronomico Nicolaus Copernicus di Varsavia ha puntato sul sistema lo strumento MUSE del VLT, che ne ha ricostruito forma e composizione.

I dati hanno confermato che la struttura nasce dalla coppia di stelle, escludendo l’ipotesi di una nebulosa lontana allineata per caso lungo la stessa linea di vista.

Il mistero del disco che manca

Per creare un arco del genere serve un vento di materia che parte dalla stella e corre verso l’esterno. Nei sistemi come questo la spiegazione classica è un disco di accrescimento: la nana bianca strappa gas alla compagna, il gas si dispone in un anello vorticoso attorno a lei e in parte viene sparato nello spazio.

Attorno a RXJ0528+2838 questo disco manca del tutto. Per Scaringi è stato uno di quei rari momenti di stupore che capitano nella ricerca, perché un sistema considerato tranquillo si è rivelato capace di accendere una nebulosa spettacolare.

La meraviglia cresce guardando all’età della struttura: dimensioni e forma dell’arco indicano che il flusso di materia va avanti da almeno mille anni, senza interruzioni.

Il campo magnetico e il “motore misterioso”

Una parte della risposta potrebbe arrivare dal campo magnetico della nana bianca, di intensità eccezionale. È questa forza a impedire al gas della compagna di formare un disco: lo cattura e lo guida direttamente sulla superficie della stella morta.

Secondo Iłkiewicz, la scoperta mostra che questi sistemi possono generare flussi di materia intensi anche senza disco, grazie a un meccanismo ancora sconosciuto che obbliga a ripensare il modo in cui materia ed energia si muovono nelle coppie di stelle più estreme.

I conti, però, non tornano del tutto. Il campo magnetico attuale basterebbe a sostenere l’onda d’urto per qualche centinaio di anni, mentre l’arco esiste da almeno un millennio. Per colmare la differenza i ricercatori pensano a una fonte di energia nascosta, forse legata allo stesso magnetismo, che Scaringi ha battezzato motore misterioso.

La caccia a questo motore richiederà di osservare molte altre coppie simili, comprese le più deboli e lontane. Un aiuto importante arriverà dall’Extremely Large Telescope, il futuro gigante dell’ESO, capace di spingersi dove gli strumenti attuali faticano ad arrivare.

Allo studio hanno lavorato anche diverse astrofisiche italiane: Domitilla de Martino dell’INAF-Osservatorio astronomico di Capodimonte, Sara Motta dell’INAF-Osservatorio astronomico di Brera e Nanda Rea, in forza all’Istituto di scienze spaziali di Barcellona.