L’insolita nebulosa Pa 30 deriva probabilmente dalla fusione di stelle morenti osservata nel 1181.

 

Nuove immagini che catturano le conseguenze esplosive della collisione di due stelle morenti potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio questo raro tipo di evento astronomico e potrebbero finalmente confermare l’identità di una stella brillante ma di breve durata osservata quasi 850 anni fa.

Robert Fesen, professore di fisica e astronomia al Dartmouth College, ha catturato immagini telescopiche che mostrano un’esplosione simile a fuochi d’artificio, con filamenti sottili che si irradiano da una stella molto insolita al centro di un oggetto chiamato Pa 30, come ha descritto il 12 gennaio al 241 ° incontro dell’American Astronomical Society.

Fesen è autore principale di un articolo che riporta i risultati che è stato presentato alla rivista peer-reviewed Astrophysical Journal Letters per la pubblicazione.

Pa 30 è una regione densa di gas illuminato, polvere e altra materia nota come nebulosa. Fesen e i suoi coautori riferiscono che Pa 30 sembra contenere poco idrogeno ed elio, ma è invece ricco di elementi come zolfo e argon.

La struttura e le caratteristiche insolite della nebulosa corrispondono al risultato previsto di una collisione tra stelle allo stadio terminale note come nane bianche, secondo Fesen.

Le nane bianche sono stelle deboli ed estremamente dense delle dimensioni della Terra che contengono la massa del Sole.

La fusione di due nane bianche è una spiegazione proposta per una sottoclasse di supernove – o esplosioni stellari – chiamate eventi Iax, in cui la stella non è completamente distrutta, ha detto Fesen.

“Non ho mai visto alcun oggetto – e certamente nessun resto di supernova nella Via Lattea – che assomigli a questo e nemmeno nessuno dei miei colleghi”.

“Questo resto permetterà agli astronomi di studiare un tipo particolarmente interessante di supernova che fino ad ora hanno potuto indagare solo da modelli teorici ed esempi in galassie lontane”.

Le dimensioni di Pa 30 e la velocità con cui si sta espandendo – circa 2 milioni di km all’ora – suggeriscono che la collisione esplosiva sia avvenuta intorno all’anno 1181, riferiscono i ricercatori.

Ciò coincide con le osservazioni degli astronomi cinesi e giapponesi all’epoca di una stella molto luminosa che apparve improvvisamente nella costellazione di Cassiopea e rimase visibile per circa sei mesi mentre lentamente svaniva.

Le immagini catturate da Fesen della struttura e della luminosità della nebulosa non solo forniscono la stima più accurata della sua età, ma potrebbero anche consentire agli astronomi di perfezionare i modelli esistenti di fusioni di nane bianche.

Pa 30 è stato scoperto nel 2013 dal co-autore e astronomo dilettante Dana Patchick, ma fino ad ora, le immagini della nebulosa avevano mostrato solo un oggetto estremamente debole e diffuso.

“Le nostre immagini più profonde mostrano che Pa 30 non è solo bella, ma ora che possiamo vedere la vera struttura della nebulosa, possiamo studiare la sua composizione chimica e come la stella centrale ha generato il suo aspetto straordinario, quindi confrontare queste proprietà con le previsioni di modelli specifici di rare fusioni di nane bianche”.

Fesen ha scattato le immagini di Pa 30 alla fine del 2022 utilizzando il telescopio Hiltner da 2,4 metri presso l’Osservatorio MDM, che Dartmouth possiede e gestisce con altre quattro università, adiacente al Kitt Peak National Observatory in Arizona.

Fesen ja dotato il telescopio di un filtro ottico sensibile ad una particolare linea di emissione di zolfo. Ha poi catturato Pa 30 in tre esposizioni di 2.000 secondi sotto cieli molto limpidi e ha preso ulteriori dati sulla struttura, le dimensioni e la velocità della nebulosa.

Lo studio di Fesen e dei suoi coautori si basa sul lavoro pubblicato nel 2019 da ricercatori russi che hanno trovato una stella estremamente insolita quasi nel centro morto di Pa 30.

Quella stella mostrava diverse proprietà che suggerivano la collisione di due nane bianche, e aveva una temperatura superficiale di quasi 400.000 gradi con una sorprendente velocità del vento in uscita di circa 30 milioni di km all’ora.

Nel 2021, gli astronomi dell’Università di Hong Kong che avevano rivisitato i risultati del team russo hanno riferito che Pa 30 aveva circa 1.000 anni e si trovava quasi nella stessa posizione del cielo della stella ossrevata nel 1181.

Questi ricercatori hanno proposto che Pa 30 sia la conseguenza di una collisione di nane bianche che ha illuminato il cielo notturno quasi un millennio fa, anche se il loro margine di errore sulla sua età era di 300 anni.

“Le nostre nuove osservazioni pongono un vincolo molto più stretto sull’oggetto in quanto ha un’età di espansione di circa 850 anni, che è perfetta per essere i resti della stella del 1181”, ha detto Fesen.

Per gli antichi astronomi, la nuova stella sarebbe stata quasi altrettanto luminosa o più luminosa di Vega, la quinta stella più luminosa del cielo vista dalla Terra.

“Era così luminosa che tre gruppi separati in Cina l’hanno osservata entro un paio di giorni l’uno dall’altro ed è stata vista anche in Giappone”, ha detto Fesen.

“Una nuova stella luminosa come Vega sarebbe stata abbastanza evidente. Il televisore defli antichi era il cielo, quindi avrebbero facilmente notato e certamente registrato l’improvvisa apparizione di una nuova stella”.

 

Immagine: Robert Fesen

 

 



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