La stella di neutroni “vedova” orbita attorno alla stella che cuoce per un’ora

Ingrandire / L’impressione di un artista di stelle di neutroni che farà esplodere il suo vicino con le radiazioni.

Il nostro Sole è indipendente in questa galassia, senza un compagno stretto in orbita attorno ad essa. Ma i sistemi stellari binari sono abbastanza comuni, il nostro vicino più vicino sembra essere un sistema a tre stelle. Considerando quanti diversi tipi di stelle esistono, molti sistemi multistellari hanno uno strano mix di appartenenze a stelle giganti e instabili che orbitano attorno a stelle relativamente normali.

Nel numero di mercoledì di Nature, i ricercatori riportano un raro caso di una stella di neutroni “vedova” che è abbastanza vicina alla sua compagna da farla esplodere di radiazioni. Se il processo continua, alla fine porterà all’evaporazione delle stelle և morte. E solo in larga misura la coppia ha una lontana compagna, una vecchia e rara stella nana.

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Sono iniziati i lavori sull’archivio Zwicky Transient Facility. ZTF è progettato per scansionare l’intero cielo dell’emisfero settentrionale ogni due giorni և utilizza un software per selezionare tutto ciò che cambia. Spesso significherà che qualcosa esplode. La stella brilla improvvisamente (in alcuni casi si alza dalla Terra per la prima volta) mentre esplode come una supernova.

Ma questa ricerca cercava cambiamenti temporanei nella luminosità. soggetti che periodicamente si illuminano և si indeboliscono di nuovo. Ciò è spesso dovuto a compagni in orbita, և i ricercatori hanno utilizzato la loro ricerca per trovare binari ravvicinati specifici in cui due stelle orbitano l’una intorno all’altra a distanze che entrambe si adattano comodamente al nostro sistema solare. Poiché le due stelle si oscurano a vicenda dall’angolo terrestre, la quantità totale di luce che raggiunge la Terra cambierà periodicamente.

Una delle cose emerse dal sondaggio si chiamava ZTF J1406 + 1222, … che … era strano. Osservazioni successive hanno confermato che la luce proveniente dal sistema mostrava una regolarità dell’onda sinusoidale, ascendente e discendente periodicamente. Ma lo ha fatto con un programma breve, a poco più di un’ora di distanza. E questo comportamento non era dovuto alle eclissi, poiché alcune lunghezze d’onda della luce mostravano cambiamenti molto più significativi di altre. 13 volte l’intensità di alcune onde in un ciclo di un’ora. Se ZTF J1406 + 1222 includesse le eclissi stellari, la maggior parte delle lunghezze d’onda vedrebbe cambiamenti simili nella loro intensità.

Dato che la spiegazione ovvia non sembrava funzionare, i ricercatori si sono rivolti a spiegazioni meno ovvie ma comunque reali. E quella che preferivano includeva una stella in orbita attorno a una vicina compagna invisibile. Ma in questo caso, il compagno invisibile ha prodotto un’abbondante quantità di radiazione che ha riscaldato la stella. Questo processo in realtà produce una stella il cui lato “giorno” è inondato di radiazioni, quindi è più energetico և più luminoso և il lato “notte”, che emette la luminosità interna della stella.

Quanta energia ci vuole per ottenere questo tipo di differenza di luminosità? I ricercatori lo considerano completamente inutile. per mettere punti che sono almeno in qualche modo comprensibili, ottieni circa 1012: Megatoni al secondo. Che, secondo gli standard, emette molte radiazioni.

ragni in linea

Ci sono solo pochi oggetti che possono produrre tale radiazione. I ricercatori escludono le nane bianche che producono grandi quantità di radiazioni nella regione ultravioletta dello spettro; ZTF J1406 + 1222 non sembra preoccuparsi molto dell’eccesso, il che significa che la nana bianca è improbabile. Questo ci lascia con la stella di neutroni come spiegazione più probabile.

Questa non è la prima volta che viene osservato un sistema con una stella di neutroni vicina. È sufficiente che abbiano scelto la loro terminologia. La prima ad essere scoperta fu chiamata “pulsar vedova” perché la stella di neutroni inondava la sua compagna di radiazioni sufficienti a distruggerla. Le scoperte di tali sistemi furono successivamente combinate nella categoria dei gemelli della vedova, che divenne un sottoinsieme comune della classificazione dei gemelli ragno.

Uno sguardo più da vicino a ZTF J1406 + 1222 ha mostrato che la stella aveva linee di assorbimento dell’idrogeno nel suo spettro. Questo è abbastanza insolito, dato che la maggior parte delle stelle è costituita da idrogeno ad alta energia, che emette molte emissioni. Ma in questo caso, sembra che la radiazione abbia spinto una quantità significativa di idrogeno dalla stella, dove può assorbire la radiazione dall’ambiente. Ciò è in linea con l’idea che si tratti di un sistema di vedove in cui la stella è destinata ad evaporare.

ZTF J1406 + 1222 è la vedova binaria più vicina che abbiamo mai scoperto, sollevando domande su come potrebbe essere formata. Ma queste domande provengono da entrambi i lati del sistema. Le osservazioni hanno mostrato che c’è una stella vicina, che è molto probabilmente collegata dalla gravità, il che la rende un sistema a tre stelle. E, naturalmente, quella stella è anche un lato un po’ strano, che appartiene a una categoria chiamata (non sto inventando questo) fantastiche subcliniche. Questi sono molto antichi, con elementi molto bassi diversi da idrogeno ed elio.

Infine, non solo i singoli componenti di questo sistema sono strani, ma il sistema nel suo insieme è piuttosto strano. Il compagno esterno ruota intorno a 600 unità astronomiche (una AU è la distanza media tra la Terra e il Sole). L’attrazione gravitazionale a questa distanza è piccola, և qualsiasi disturbo può rompere il sistema a tre stelle. Il che è particolarmente strano perché l’orbita del sistema lo conduce al nucleo galattico: probabilmente ha visto esplodere una supernova quando si è formata una stella di neutroni, il che significa che ZTF J1406 + 1222 aveva molte ragioni per dividersi.

Tutto ciò rafforza la conclusione principale di coloro che l’hanno scoperto. ZTF J1406 + 1222 è un sistema interessante che merita molte ulteriori considerazioni.

Natura:2022. DOI: 10.1038 / s41586-022-04551-1 (Informazioni sui DOI).

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