Nuovo tipo di sistema stellare? Un misterioso segnale radio confonde gli astronomi

Questa è la prima scoperta di una "fonte transitoria" - un oggetto che non è costante, cioè che sta subendo un cambiamento significativo nella luminosità, un aumento o un calo

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Trovato un nuovo tipo di stella?

Di L – Dottoranda in Radio Astronomia, Università di Manchester

Dopo aver osservato una parte del cielo vicino alla Costellazione del Sud di Ara per circa due mesi usando il MeerKAT, un radiotelescopio con base nel deserto del Karoo in Sudafrica, il nostro team di scienziati ha notato qualcosa di strano. L’emissione radio di un oggetto si è illuminata di un fattore tre in circa tre settimane.

Incuriositi, abbiamo continuato a guardare l’oggetto e lo abbiamo seguito con le osservazioni di altri telescopi. Abbiamo scoperto che il bagliore insolito proveniva da un sistema binario di stelle – due stelle in orbita l’una attorno all’altra – nella nostra galassia. La scoperta, pubblicata nelle comunicazioni mensili della Royal Astronomical Society, si è tuttavia rivelata molto difficile da spiegare.

Questa è la prima scoperta di MeerKAT di una “fonte transitoria” – un oggetto che non è costante, cioè che sta subendo un cambiamento significativo nella luminosità, un aumento o un calo. Dato il nome accattivante “MKT J170456.2-482100“, è stato trovato nel primo campo osservato con il telescopio, il che significa che è probabilmente solo il primo di molti transitori in attesa di essere scoperti.

Emissione radio rilevata durante la misurazione, con il bagliore cerchiato. Immagine fornita dall’autore.

Per capire meglio cosa abbiamo scoperto, abbiamo iniziato abbinando la nostra fonte con la posizione di una stella, chiamata TYC 8332-2529-1, a circa 1.800 anni luce dalla Terra. Poiché questa stella ha una luminosità relativa, abbiamo immaginato che un certo numero di diversi telescopi ottici – che rilevano la luce visibile anziché le onde radio – dovrebbero aver già osservato questa stella in passato.

Fortunatamente, avevamo ragione e questo ci ha permesso di utilizzare quei dati per scoprire di più sulla stella. È una gigante, grande circa due volte e mezzo la massa del Sole. Alcuni dei telescopi ottici, tra cui ASASKELT e ASAS-SN, ci hanno fornito oltre 18 anni di osservazioni sulla stella. Questi ci hanno aiutato a scoprire che la luminosità della stella cambia con un periodo di 21 giorni.

Pensiamo che ciò sia dovuto al fatto che la stella genera macchie sulla sua superficie, proprio come il Sole, solo più grandi.

Abbiamo usato il telescopio SALT per ottenere gli spettri ottici della stella, un po’ come usare un prisma per dividere la luce bianca nelle sue lunghezze d’onda costituenti.

Questo sistema può essere usato per determinare gli elementi chimici presenti nella stella, nonché la presenza di un campo magnetico. Inoltre, permette agli scienziati di dire se una stella si sta muovendo, poiché il movimento provoca lo spostamento di queste linee spettrali (spostamento Doppler).

Gli spettri hanno rivelato che la stella ha un campo magnetico e che orbita attorno a una stella compagna ogni 21 giorni.

Tuttavia, nelle nostre osservazioni finora abbiamo potuto vedere solo una firma molto debole e possibile della stella compagna. Questo ci dice che il compagno deve essere molto più debole della stella gigante. Abbiamo anche scoperto, tuttavia, che è probabile che il compagno abbia almeno 1,5 volte la massa del Sole.

Quindi, cosa potrebbe essere il compagno?

Una nana bianca (una stella fredda e morta) può sembrare probabile, poiché spesso fanno parte di sistemi binari di stelle come questo. Tuttavia, la maggior parte delle nane bianche ha una massa inferiore rispetto al compagno che abbiamo individuato, con una massa massima di 1,6 volte la massa del Sole. Quindi è improbabile che sia una stella di questo tipo.

A questo punto, il bagliore radio potrebbe essere causato dall’attività magnetica della stella gigante, simile ai flares solari ma molto più luminosi ed energici. Tuttavia, tali eventi sono generalmente osservati su stelle nane piuttosto che su stelle giganti.

Tra i sistemi stellari noti, quelli che coinvolgono una stella gigante e una stella simile al Sole potrebbero spiegare i risultati – con l’attività magnetica della stella gigante che provoca i flares. Tuttavia, ciò non si adatta, in quanto non vi è alcun segno negli spettri che il compagno binario sia in realtà una stella simile al Sole.

Radiotelescopio MeerKAT. wikipedia , CC BY-SA

Ben Stappers, investigatore principale del MeerTRAP, uno dei team che lavorano al progett, ha affermato che, poiché le proprietà del sistema non si adattano facilmente alla nostra attuale conoscenza delle stelle binarie o flaring, “potrebbe rappresentare una classe sorgente completamente nuova“.

Sospettiamo che questo potrebbe essere una sorta di sistema esotico che non abbiamo mai visto prima che coinvolge una stella gigante che fa da sorgente radio che orbita attorno a una stella di neutroni (il residuo denso di un’esplosione di una stella di una supernova) o un buco nero.

Il MeerKAT continuerà ad osservare questa fonte ogni settimana per i prossimi quattro anni, con il telescopio ottico ASAS-SN che continuerà ad osservare la stella gigante. Ciò significa che saremo in grado di esplorare la fisica e la natura di questa fonte e dei suoi chiarori per molti anni a venire.

Questo ci parlerà delle dinamiche di questo sistema, di come avvengono i flares e, alla fine, ci aiuterà a indagare su come si è formato.

Mentre MeerKAT continua a cercare nel cielo, speriamo che questa sia la prima di molte nuove e insolite fonti in attesa di essere scoperte.

Fonte: The Conversation