La ricerca rivoluziona la comprensione delle stelle nane bianche
Una recente ricerca ha rivoluzionato la nostra comprensione delle stelle nane bianche, tradizionalmente considerate come “stelle morte” che si raffreddano nel tempo. È stato scoperto che alcune di esse interrompono il loro processo di raffreddamento per miliardi di anni a causa del rilascio di energia gravitazionale interna.
I risultati recenti mostrano che alcune stelle nane bianche interrompono il loro raffreddamento a causa del rilascio di energia gravitazionale, ribaltando la convinzione che queste stelle siano semplicemente resti in raffreddamento e suggerendo significative revisioni astronomiche ed educative.
Aprire un qualsiasi libro di testo di astronomia alla sezione sulle stelle nane bianche e si apprenderà probabilmente che sono “stelle morte” che si raffreddano continuamente nel tempo. Una nuova ricerca pubblicata su Nature sta mettendo in discussione questa teoria, con l’Università di Victoria (UVic) e i suoi partner che utilizzano i dati del satellite Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea per rivelare perché una popolazione di stelle nane bianche ha smesso di raffreddarsi per più di otto miliardi di anni.
“Abbiamo scoperto che l’immagine classica di tutte le nane bianche come stelle morte è incompleta”, afferma Simon Blouin, co-investigatore principale e National Fellow del Canadian Institute of Theoretical Astrophysics presso l’UVic. “Perché queste nane bianche smettano di raffreddarsi, devono avere un modo per generare energia extra. Non eravamo sicuri di come ciò stesse accadendo, ma ora abbiamo una spiegazione per il fenomeno.”
Comprendere l’età e altri aspetti delle stelle nane bianche aiuta gli scienziati a ricostruire la formazione della Galassia Via Lattea. Utilizzando i dati del 2019 di Gaia, Blouin ha collaborato con Antoine Bédard dell’Università di Warwick e il ricercatore dell’Istituto di Studi Avanzati Sihao Cheng per fare la scoperta.
Scoperta di nuova energia nelle nane bianche
Oltre il 97 percento delle stelle nella Via Lattea diventerà alla fine nane bianche. Gli scienziati hanno a lungo considerato queste stelle come alla fine della loro vita. Avendo esaurito la loro fonte di energia nucleare, smettono di produrre calore e si raffreddano fino a quando il plasma denso nei loro interni si congela in uno stato solido, e la stella si solidifica dall’interno verso l’esterno. Questo processo di raffreddamento può richiedere miliardi di anni.
Secondo il nuovo articolo, in alcune nane bianche, il plasma denso all’interno non si congela semplicemente dall’interno verso l’esterno. Invece, i cristalli solidi che si formano con il congelamento sono meno densi del liquido e, quindi, vogliono galleggiare. Mentre i cristalli galleggiano verso l’alto, spostano il liquido più pesante verso il basso. Il trasporto di materiale più pesante verso il centro della stella rilascia energia gravitazionale, e questa energia è sufficiente a interrompere il processo di raffreddamento della stella per miliardi di anni.
“Questa è la prima volta che questo meccanismo di trasporto è stato osservato in qualsiasi tipo di stella, il che è eccitante, poiché non è tutti i giorni che scopriamo un fenomeno astrofisico completamente nuovo”, afferma Bédard, Research Fellow all’Università di Warwick.
Perché ciò accada in alcune stelle e non in altre è incerto, ma Blouin ritiene che sia probabilmente dovuto alla composizione della stella.
“Alcune stelle nane bianche si formano dalla fusione di due stelle diverse. Quando queste stelle si scontrano per formare la nana bianca, cambia la composizione della stella in un modo che può consentire la formazione di cristalli galleggianti”, afferma Blouin.
Implicazioni della ricerca
Le nane bianche sono comunemente utilizzate come indicatori di età: si presume che più una nana bianca sia fredda, più sia vecchia. Tuttavia, a causa del ritardo extra nel raffreddamento riscontrato in alcune nane bianche, alcune stelle di una data temperatura possono essere miliardi di anni più vecchie di quanto si pensasse in precedenza.
“Questa nuova scoperta richiederà non solo che i libri di testo di astronomia vengano rivisti, ma richiederà anche che gli astronomi rivedano il processo che utilizzano per determinare l’età delle popolazioni stellari”, aggiunge Blouin.