Una simulazione di un’ipotetica coppia binaria nana bianca J1249+36 termina con l’esplosione della nana bianca in una supernova.
Con una distanza stimata di 140 parsec (457 anni luce), la stella nana L CWISE J124909+362116.0 (in breve J1249+36) ha una velocità totale di almeno 600 km/s, superiore alla velocità di fuga galattica locale. È sorprendente che questa stella sia stata probabilmente espulsa da un ammasso globulare situato nel piano galattico esterno negli ultimi 10-30 milioni di anni.
J1249+36 è stata scoperta per la prima volta da cittadini scienziati nell’ambito del programma Backyard Worlds: Planet 9. La stella si è subito distinta per la velocità con cui si muove nel cielo, inizialmente stimata in circa 600 km/s.
A questa velocità, la stella è abbastanza veloce da sfuggire alla gravità della Via Lattea, il che la rende una potenziale stella iperveloce.
Per comprendere meglio la natura di J1249+36, il professor Adam Burgasser dell’Università della California di San Diego e i suoi colleghi si sono rivolti all’Osservatorio W.M. Keck per misurarne lo spettro infrarosso.
Questi dati hanno rivelato che l’oggetto era una rara subnana L, una classe di stelle con massa e temperatura molto basse.
I dati spettrali, insieme a quelli di imaging provenienti da diversi telescopi a terra, hanno permesso al team di misurare con precisione la posizione e la velocità di J1249+36 nello spazio, prevedendo così la sua orbita attraverso la Via Lattea.
“È qui che la sorgente è diventata molto interessante, perché la sua velocità e la sua traiettoria hanno mostrato che si stava muovendo abbastanza velocemente da poter potenzialmente sfuggire alla Via Lattea“, ha detto il professor Burgasser.
I ricercatori si sono concentrati su due possibili scenari per spiegare l’insolita traiettoria di J1249+36.
Nel primo scenario, J1249+36 era originariamente la compagna di bassa massa di una nana bianca.
Quando una compagna stellare si trova in un’orbita molto stretta con una nana bianca, può trasferire massa, dando luogo a esplosioni periodiche chiamate novae. Se la nana bianca raccoglie troppa massa, può collassare ed esplodere come supernova.
“In questo tipo di supernova, la nana bianca viene completamente distrutta, quindi la sua compagna viene rilasciata e vola via alla velocità orbitale a cui si muoveva originariamente, più un po’ di spinta dall’esplosione della supernova“, ha detto il professor Burgasser.
“I nostri calcoli dimostrano che questo scenario funziona. Tuttavia, la nana bianca non c’è più e i resti dell’esplosione, avvenuta probabilmente diversi milioni di anni fa, si sono già dissipati, quindi non abbiamo una prova definitiva che questa sia la sua origine“.
Nella seconda ipotesi, J1249+36 era originariamente un membro di un ammasso globulare, un ammasso di stelle strettamente legato, immediatamente riconoscibile per la sua distinta forma sferica.
Si prevede che i centri di questi ammassi contengano buchi neri di una vasta gamma di masse.
Questi buchi neri possono anche formare delle binarie e tali sistemi si rivelano delle ottime catapulte per le stelle che si avvicinano troppo ad essi.
“Quando una stella incontra un buco nero binario, la complessa dinamica di questa interazione a tre corpi può scaraventare la stella fuori dall’ammasso globulare“, ha spiegato il dottor Kyle Kremer, astronomo dell’Università della California di San Diego.
Gli scienziati hanno effettuato una serie di simulazioni e hanno scoperto che in rare occasioni questo tipo di interazioni può spingere una nana secondaria di bassa massa fuori da un ammasso globulare e su una traiettoria simile a quella osservata per J1249+36.
“Si tratta di una prova di concetto, ma in realtà non sappiamo da quale ammasso globulare provenga questa stella“, ha detto il dottor Kremer.
“Risalire a J1249+36 nel tempo la colloca in una zona del cielo molto affollata che potrebbe nascondere ammassi non ancora scoperti”.
Per determinare se uno di questi scenari, o qualche altro meccanismo, possa spiegare la traiettoria di J1249+36, il team spera di esaminare più da vicino la sua composizione elementare.
Ad esempio, quando una nana bianca esplode, crea elementi pesanti che potrebbero aver inquinato l’atmosfera di J1249+36 durante la sua fuga.
Anche le stelle degli ammassi globulari e delle galassie satelliti della Via Lattea presentano modelli di abbondanza distinti che potrebbero rivelare l’origine di J1249+36.
“Stiamo essenzialmente cercando un’impronta digitale chimica che possa individuare il sistema da cui proviene questa stella“, ha dichiarato Roman Gerasimov, anch’egli dell’Università della California di San Diego.
“Che il viaggio veloce di J1249+36 sia dovuto a una supernova, a un incontro casuale con un buco nero binario o a qualche altro scenario, la sua scoperta offre agli astronomi una nuova opportunità di conoscere meglio la storia e le dinamiche della Via Lattea“.
Gli astronomi hanno annunciato la loro scoperta questa settimana al 244° Meeting dell’American Astronomical Society a Madison, nel Wisconsin.
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