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Il modello della ‘vedova bianca’ per spiegare la formazione delle supernovae di tipo Ia

In uno studio recente l’astrofisico J. Craig Wheeler, esperto di esplosioni stellari, ha presentato una nuova idea che permetterebbe di identificare il progenitore di una classe importante di supernovae che sono state utilizzate come “candele standard” di luminosità per scoprire l’espansione accelerata dell’Universo.

Secondo Wheeler, il progenitore di una supernova di tipo Ia potrebbe essere associato ad un sistema binario composto da una stella nana bianca e da una stella più piccola chiamata nana di tipo spettrale M. Esistono due modelli che tentano di spiegare l’origine di questa particolare classe di supernovae. Uno è chiamato “modello a singola stella degenerata” dove il sistema binario è composto da una stella degenerata, cioè una stella ormai morta, una nana bianca, che ha come compagna una stella giovane. Nel corso del tempo, la nana bianca attrae il gas dalle regioni più esterne della stella compagna finchè essa raggiunge un limite di massa da diventare così densa al punto da innescare una immane esplosione termonucleare. L’altro modello, denominato “modello a sistema binario degenerato”, è composto da due nane bianche che si muovono in  orbita l’una attorno all’altra spiraleggiando finchè arrivano alla collisione e creano la supernova di tipo Ia. Ma c’è un problema: secondo Wheeler, i dati osservativi non supportano questi due modelli. Negli ultimi anni, i telescopi hanno permesso di restringere tutte le possibilità per costruire un modello evolutivo che descriva la curva di luce o lo spettro di una supernova di tipo Ia e capire che tipo di stella compagna possa far parte del sistema binario. Oggi sembra che il modello a singola stella degenere possa darci la risposta se consideriamo che la coppia stellare sia formata oltre che dalla nana bianca anche da una nana di tipo M, due classi di stelle tra le più comuni presenti nella Galassia. Dunque esistono tanti sistemi binari di questo tipo ma se da esse si originano le supernovae di tipo Ia, questo è da dimostrare. Ad ogni modo, questo nuovo scenario che Wheeler chiama “il sistema binario della vedova bianca” si differenzia da quello denominato “sistema binario della vedova nera” dove una stella di neutroni ‘divora’ la sua compagna. Nel nostro caso, il predatore è una nana bianca. Tra i tanti motivi che vanno a favore della nana M, abbiamo il fatto che queste stelle sono deboli, rosse, piccole e soprattutto sono magnetiche. “Le nane M emettono flare e presentano tutta una serie di fenomeni estremi” spiega Wheeler. Ora, se in un sistema binario formato da una nana bianca e da una nana M consideriamo i campi magnetici, i loro poli opposti si dovrebbero attrarre al punto da formare un sistema legato magneticamente in cui le due stelle orbitano mostrandosi sempre la stessa faccia e con i poli magnetici che puntano direttamente uno verso l’altro. In questo modo, la nana bianca attira ancora la materia dalla nana M anche se il materiale andrebbe a cadere su una singola regione della nana bianca rivolta verso la nana M, irradiando e attraendo sempre più massa, consumando sempre più la nana M al punto da provocare una eventuale esplosione stellare.

arXiv: White Dwarf/M Dwarf Binaries as Single Degenerate Progenitors of Type Ia Supernovae


J. Craig Wheeler (2012). White Dwarf/M Dwarf Binaries as Single Degenerate Progenitors of Type Ia
Supernovae Astrophysical Journal arXiv: 1209.1021v2

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