Comunicato Stampa

Astronomi scoprono le micronove, un nuovo tipo di esplosione stellare

20 Aprile 2022

Un gruppo di astronomi, con l'aiuto del VLT (Very Large Telescope) dell'ESO (European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe), ha osservato un nuovo tipo di esplosione stellare: una micronova. Queste esplosioni si verificano sulla superficie di alcune stelle e ciascuna può bruciare in poche ore materiale stellare pari a circa 3,5 miliardi di Grandi Piramidi di Giza.

"Abbiamo scoperto e identificato per la prima volta quella che chiamiamo micronova", spiega Simone Scaringi, astronomo della Durham University nel Regno Unito che ha condotto lo studio su queste esplosioni pubblicato oggi su Nature. “Il fenomeno sfida la nostra comprensione di come avvengono le esplosioni termonucleari nelle stelle. Pensavamo di saperlo, ma questa scoperta propone un modo totalmente nuovo per realizzarle", aggiunge.

Le micronove sono eventi molto potenti, ma piccoli su scala astronomica; sono molto meno energetiche delle esplosioni stellari conosciute come novae, che gli astronomi conoscono da secoli. Entrambi i tipi di esplosioni si verificano su nane bianche, stelle morte con una massa simile a quella del Sole, ma piccole come la Terra.

Una nana bianca in un sistema binario (cioè composto da due stelle) può rubare materiale, principalmente idrogeno, dalla sua stella compagna se le due stelle sono abbastanza vicine tra loro. Quando questo gas cade sulla superficie caldissima della nana bianca, innesca la fusione degli atomi di idrogeno in elio in modo esplosivo. Nelle nove, queste esplosioni termonucleari si verificano sull'intera superficie stellare. "Tali detonazioni fanno bruciare e rendono molto luminosa l'intera superficie della nana bianca per diverse settimane", spiega la coautrice Nathalie Degenaar, un'astronoma dell'Università di Amsterdam, nei Paesi Bassi.

Le micronovae sono esplosioni simili, su scale più ridotte e più rapide, che durano solo alcune ore. Si verificano sulla superficie di alcune nane bianche con forti campi magnetici, che incanalano il materiale verso i poli magnetici della stella. “Per la prima volta, abbiamo visto che la fusione dell'idrogeno può avvenire anche in modo localizzato. L'idrogeno può essere contenuto alla base dei poli magnetici di alcune nane bianche, in modo che la fusione avvenga solo in quei luoghi", afferma Paul Groot, astronomo della Radboud University nei Paesi Bassi e coautore dello studio.

"Questo porta all'esplosione di una sorta di bombe a microfusione, che hanno circa un milionesimo della forza esplosiva di una nova, da cui il nome micronova", continua Groot. Sebbene 'micro' possa far pensare che questi eventi siano piccoli, non fatevi ingannare: uno solo di questi scoppi può bruciare materiale per circa 20.000.000 trilioni di kg, o circa 3,5 miliardi di Grandi Piramidi di Giza [1].

Queste nuove micronove sfidano la comprensione degli astronomi delle esplosioni stellari e potrebbero essere più abbondanti di quanto si pensasse in precedenza. “Ciò dimostra solo quanto l'Universo sia dinamico. Questi eventi possono essere in realtà abbastanza comuni, ma poiché sono così rapidi è difficile coglierli in azione", spiega Scaringi.

L'equipe si è imbattuta per la prima volta in queste misteriose micro-esplosioni durante l'analisi dei dati del satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA. “Guardando i dati astronomici raccolti da TESS della NASA, abbiamo scoperto qualcosa di insolito: un lampo luminoso di luce ottica della durata di alcune ore. Cercando ulteriormente, abbiamo trovato diversi segnali simili", dice Degenaar.

L'equipe ha osservato tre micronovae con TESS: due provenivano da nane bianche note, ma la terza ha richiesto ulteriori osservazioni con lo strumento X-shooter installato sul VLT dell'ESO per la conferma che fosse una nana bianca.

"Con l'aiuto del Very Large Telescope dell'ESO, abbiamo scoperto che tutti questi lampi ottici sono stati prodotti da nane bianche", aggiunge Degenaar. "Questa osservazione è stata fondamentale per interpretare il nostro risultato e per la scoperta delle micronovae", dice Scaringi.

La scoperta delle micronove si aggiunge al repertorio di esplosioni stellari conosciute. L'equipe ora vuole catturare altri eventi sfuggenti come questi, che richiedono indagini su larga scala e misurazioni rapide a seguire. "La risposta rapida di telescopi come il VLT o l'NTT (New Technology Telescope) dell'ESO e la suite di strumenti disponibili ci permetteranno di svelare più in dettaglio cosa sono queste misteriose micronove", conclude Scaringi.

Note

[1] Usiamo trilioni per indicare un milione di milioni (1.000.000.000.000 o 10¹²) e miliardi per indicare un mille milioni (1.000.000.000 o 10⁹). Il peso della Grande Piramide di Giza al Cairo, in Egitto (nota anche come Piramide di Cheope o di Khufu) è di circa 5.900.000.000 kg.

Ulteriori Informazioni

Questo risultato è stato presentato nell'articolo intitolato "Localised thermonuclear bursts from accreting magnetic white dwarfs" (doi: 10.1038/s41586-022-04495-6) pubblicato dalla rivista Nature. Inoltre, una lettera di approfondimento, intitolata "Triggering micronovae through magnetically confined accretion flows in accreting white dwarfs" è stata accettata per la pubblicazione su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Il gruppo di lavoro dell'articolo su Nature è composto da S. Scaringi (Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University, Regno Unito [CEA]), P. J. Groot (Department of Astrophysics, Radboud University, Nĳmegen, Paeso Bassi [IMAPP] e South African Astronomical Observatory, Cape Town, Sudafrica [SAAO] e Department of Astronomy, University of Cape Town, Sudafrica [Cape Town]), C. Knigge (School of Physics and Astronomy, University of Southampton, Southampton, Regno Unito [Southampton]), A.J. Bird (Southampton), E. Breedt (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Regno Unito), D. A. H. Buckley (SAAO, Cape Town, Department of Physics, University of the Free State, Bloemfontein, Sudafrica), Y. Cavecchi (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, Méssico), N. D. Degenaar (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Amsterdam, Paesi Bassi), D. de Martino (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli, Italia), C. Done (CEA), M. Fratta (CEA), K. Iłkiewicz (CEA), E. Koerding (IMAPP), J.-P. Lasota (Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Polonia e Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS et Sorbonne Universités, Paris, Francia), C. Littlefield (Department of Physics, University of Notre Dame, USA e Department of Astronomy, University of Washington, Seattle, USA [UW]), C. F. Manara (European Southern Observatory, Garching, Germania [ESO]), M. O’Brien (CEA), P. Szkody (UW), F. X. Timmes (School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Arizona, USA, Joint Institute for Nuclear Astrophysics - Center for the Evolution of the Elements, USA).

L'ESO (European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe) consente agli scienziati di tutto il mondo di scoprire i segreti dell'Universo a beneficio di tutti. Progettiamo, costruiamo e gestiamo da terra osservatori di livello mondiale - che gli astronomi utilizzano per affrontare temi interessanti e diffondere il fascino dell'astronomia - e promuoviamo la collaborazione internazionale per l'astronomia. Fondato come organizzazione intergovernativa nel 1962, oggi l'ESO è sostenuto da 16 Stati membri (Austria, Belgio, Danimarca, Francia, Finlandia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia e Svizzera), insime con il paese che ospita l'ESO, il Cile, e l'Australia come partner strategico. Il quartier generale dell'ESO e il Planetario e Centro Visite Supernova dell'ESO si trovano vicino a Monaco, in Germania, mentre il deserto cileno di Atacama, un luogo meraviglioso con condizioni uniche per osservare il cielo, ospita i nostri telescopi. L'ESO gestisce tre siti osservativi: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’ESO gestisce il VLT (Very Large Telescope) e il VLTI (Very Large Telescope Interferometer), così come due telescopi per survey, VISTA, che lavora nell'infrarosso, e VST (VLT Survey Telescope) in luce visibile. Sempre a Paranal l'ESO ospiterà e gestirà la schiera meridionale di telescopi di CTA, il Cherenkov Telescope Array Sud, il più grande e sensibile osservatorio di raggi gamma del mondo. Insieme con partner internazionali, l’ESO gestisce APEX e ALMA a Chajnantor, due strutture che osservano il cielo nella banda millimetrica e submillimetrica. A Cerro Armazones, vicino a Paranal, stiamo costruendo "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo" - l'ELT (Extremely Large Telescope, che significa Telescopio Estremamente Grande) dell'ESO. Dai nostri uffici di Santiago, in Cile, sosteniamo le operazioni nel paese e collaboriamo con i nostri partner e la società cileni.

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Contatti

Simone Scaringi
Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University
Durham, UK
Tel.: +44 191-3345067
E-mail: simone.scaringi@durham.ac.uk

Nathalie Degenaar
Anton Pannekoek Institute, University of Amsterdam
Amsterdam, The Netherlands
Tel.: +31 20 525 3994
E-mail: degenaar@uva.nl

Paul Groot
Department of Astrophysics, Radboud University
Nijmegen, The Netherlands
E-mail: pgroot@astro.ru.nl

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso2207.

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