Da oltre cinquemila anni luce, un battito radio torna a intervalli regolari di otto minuti, come un metronomo che nessuno aveva ancora saputo ascoltare fino in fondo. Ora sappiamo che dietro quel ritmo c'è una nana bianca, il nucleo spento di una stella che ha già consumato la sua vita, che danza attorno a una compagna molto simile al Sole. È un frammento di cosmo che ci ricorda come anche il silenzio di una stella morta possa continuare a parlare, e come la pazienza dell'osservazione possa finalmente dare un nome a ciò che per anni era rimasto senza volto.
Impulsi radio ogni otto minuti da 5000 anni luce: a emetterli una nana bianca in orbita attorno a una stella simile al Sole
Tempeste su una stella a oltre 5000 anni luce, lette con le onde radio
Mark
Partiamo dal punto centrale: che cosa c'è di nuovo in questo segnale?
Mimi
Che per la prima volta il moto orbitale della nana bianca si legge negli impulsi stessi. Il giro dura circa 1,3 giorni, e le variazioni nei tempi di arrivo mostrano da dove viene l'emissione.
Mark
E la compagna com'è?
Mimi
Una stella di tipo G, simile al Sole. Finora i binari scoperti con questi segnali avevano nane rosse, più piccole e fredde.
Luke
Fermiamoci su una cosa: si sa davvero che il segnale viene dalla nana bianca?
Mimi
Non del tutto. Lo studio dice che viene da una regione vicina alla nana bianca, o forse dalla nana bianca stessa.
Luke
Quindi quel «forse» va tenuto. Il meccanismo di emissione, poi, resta aperto: l'origine di questi transienti non è ancora del tutto compresa.
Mark
E la parte sulle tempeste stellari?
Mimi
Le onde radio, attraversando il plasma della compagna, subiscono la rotazione di Faraday. Così hanno visto la nana bianca passare dietro una regione a forte campo magnetico, probabilmente una protuberanza.
Luke
«Probabilmente», appunto: è un'interpretazione, non un'immagine diretta della protuberanza.
Mark
Perché citano lo Square Kilometre Array?
Mimi
Perché gli strumenti usati ne sono precursori. Gli autori si aspettano molti altri sistemi simili, osservati con maggior dettaglio.
Luke
Un'attesa, non un dato: per ora il sistema noto è uno solo di questo tipo.
Il Polso
- Un segnale radio torna ogni otto minuti da oltre 5000 anni luce, e per anni nessuno è riuscito a dire con certezza da dove provenisse.
- Il sistema GPM J071507−114153 mette in coppia una nana bianca e una stella di tipo G, una combinazione mai osservata prima tra le sorgenti di questo tipo.
- Per la prima volta il moto orbitale della nana bianca emerge dagli impulsi, con un giro completo in circa 1,3 giorni che stringe il cerchio attorno alla sorgente.
- Strumenti come il Murchison Widefield Array, MeerKat e il Keck Observatory lavorano insieme, mentre il Pawsey Supercomputing Centre elabora oltre 100 ore di dati.
- Con lo Square Kilometre Array in arrivo, gli astronomi si preparano a trovare molti altri sistemi simili, con dettagli molto più nitidi.
Da oltre cinquemila anni luce, un battito radio torna a intervalli regolari di otto minuti, come un metronomo che nessuno aveva ancora saputo ascoltare fino in fondo. Ora sappiamo che dietro quel ritmo c'è una nana bianca, il nucleo spento di una stella che ha già consumato la sua vita, che danza attorno a una compagna molto simile al Sole. È un frammento di cosmo che ci ricorda come anche il silenzio di una stella morta possa continuare a parlare, e come la pazienza dell'osservazione possa finalmente dare un nome a ciò che per anni era rimasto senza volto.
Ogni otto minuti, da più di 5000 anni luce, un impulso radio raggiunge la Terra con una regolarità quasi meccanica. Per lungo tempo gli astronomi hanno osservato quel ritmo senza sapere con certezza da dove provenisse. Ora un gruppo di ricerca dell'International Centre for Radio Astronomy Research, alla Curtin University in Australia, ha individuato la sorgente: una nana bianca che orbita attorno a una stella di tipo G, molto simile al Sole. Il sistema, chiamato GPM J071507−114153, è stato descritto su Nature Astronomy.
La nana bianca è ciò che resta di una stella dopo aver esaurito il combustibile, un nucleo densissimo destinato a raffreddarsi lentamente. Questi segnali appartengono a una classe di sorgenti scoperta solo di recente, i transienti radio a lungo periodo, finora associati quasi sempre a coppie con una nana rossa. Qui la compagna è un'immagine familiare del nostro Sole, e questo rende il caso insolito.
Le osservazioni hanno permesso per la prima volta di seguire il moto orbitale della nana bianca negli impulsi, che completa un giro in circa 1,3 giorni. Gli stessi segnali, attraversando il plasma magnetizzato della compagna, hanno rivelato una protuberanza stellare: un arco di plasma che si alza dalla superficie della stella. Natasha Hurley-Walker ha definito sorprendente poter osservare le tempeste di una stella a una distanza così grande.
Lo studio ha richiesto la collaborazione di più strumenti, dal Murchison Widefield Array a MeerKat, fino al Keck Observatory alle Hawaii, con l'elaborazione di oltre cento ore di dati radio. Il risultato mostra che questo fenomeno può manifestarsi anche in sistemi diversi da quelli noti. Con lo Square Kilometre Array, il radiotelescopio internazionale in costruzione tra Australia e Sudafrica, gli scienziati si aspettano di scoprirne molti altri.
Ogni otto minuti, da una distanza di oltre 5000 anni luce, un impulso radio raggiunge la Terra. Il segnale è regolare, quasi un metronomo, e da tempo teneva gli astronomi in sospeso. Ora un gruppo di ricerca dell'International Centre for Radio Astronomy Research (Icrar), presso la Curtin University in Australia, ha indicato la sua origine: una stella morta che orbita attorno a un'altra stella molto simile al Sole. Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy.
Il sistema si chiama GPM J071507−114153 ed è composto da una nana bianca e da una stella di tipo G. Le due ruotano l'una attorno all'altra, formando un binario con caratteristiche mai viste prima in questa classe di sorgenti radio. Una nana bianca è ciò che resta di una stella dopo che ha esaurito il combustibile e perso gli strati esterni: un nucleo densissimo, grande più o meno quanto la Terra ma con una massa che può essere simile a quella del Sole, destinato a raffreddarsi lentamente.
Alcune nane bianche producono impulsi radio periodici e si comportano come le pulsar, le stelle di neutroni che ruotano rapidamente ed emettono fasci di radiazione. Quando un fascio incrocia la nostra linea di osservazione, lo vediamo come un lampo regolare, come la luce di un faro. Questi segnali rientrano nei transienti radio a lungo periodo (Long-Period Transients, o Lpt), una classe scoperta solo negli ultimi anni: sorgenti che emettono impulsi a intervalli tra pochi minuti e diverse ore, la cui origine non è ancora del tutto chiara. Dal 2021 ne sono state individuate circa una dozzina e in vari casi si è scoperto che provenivano da binari formati da una nana bianca e da una nana rossa, più piccola e fredda del Sole. Qui, invece, la compagna è una stella simile alla nostra.
Finora non era possibile stabilire con certezza quale delle due stelle emettesse i segnali. Stavolta le osservazioni sono state abbastanza precise da far emergere negli impulsi il moto orbitale della nana bianca, che compie un giro attorno alla compagna in circa 1,3 giorni. Le variazioni nei tempi di arrivo hanno permesso di localizzare la regione di emissione. «È la prima volta che gli impulsi sono sufficientemente chiari da permetterci di osservare il movimento della nana bianca», ha spiegato Sam McSweeney, primo autore dello studio, aggiungendo che le pulsazioni vengono da una zona vicina alla nana bianca, o forse dalla nana bianca stessa.
Un'altra sorpresa è arrivata dall'analisi delle onde radio. Attraversando il plasma magnetizzato che circonda la stella compagna, i segnali subiscono la rotazione di Faraday, che modifica il loro piano di polarizzazione e consente di ricavare informazioni sul campo magnetico attraversato. I ricercatori hanno così visto la nana bianca passare dietro una regione a intenso campo magnetico, probabilmente una protuberanza stellare, cioè un enorme arco di plasma che si innalza dalla superficie. Natasha Hurley-Walker, coautrice, ha commentato che è sorprendente poter rilevare con le onde radio le tempeste di una stella a oltre 5000 anni luce.
Per arrivare a questo risultato sono stati usati più strumenti. Il Murchison Widefield Array, in Australia, ha individuato il sistema durante una vasta campagna di osservazione della Via Lattea; il radiotelescopio MeerKat, in Sudafrica, ne ha determinato la posizione precisa; le osservazioni ottiche del W. M. Keck Observatory, alle Hawaii, hanno confermato la presenza della stella simile al Sole. Il Pawsey Supercomputing Research Centre australiano ha elaborato oltre 100 ore di dati radio.
La scoperta aiuta a chiarire la natura di queste sorgenti e mostra che il fenomeno può avvenire anche in sistemi diversi da quelli noti. Gli strumenti impiegati sono precursori dello Square Kilometre Array, l'osservatorio internazionale in costruzione tra Australia e Sudafrica. «Se già con i precursori facciamo scoperte simili, immaginiamo quanti altri sistemi potremo individuare» quando sarà pienamente operativo, ha concluso McSweeney.
Citazioni salienti
È la prima volta che gli impulsi sono abbastanza chiari da permetterci di osservare il movimento della nana bianca attorno alla sua compagna.— Sam McSweeney, primo autore dello studio
È sorprendente che con le onde radio si possano rilevare le tempeste di una stella a oltre 5000 anni luce.— Natasha Hurley-Walker, coautrice
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