“E’ dovere di un astronomo comporre la storia dei moti celesti attraverso uno studio attento ed esperto.”
— Niccolò Copernico
L’universo è ricco di eventi transitori che offrono preziose informazioni sui processi astrofisici. Tra questi, i fenomeni delle novae classiche e delle nane sono da tempo al centro dell’interesse degli astronomi. Tuttavia, recenti scoperte hanno rivelato una nuova categoria di sorgenti transitorie di raggi X supersoft, chiamate millinovae, che sfidano i paradigmi astrofisici consolidati. Questo articolo esplora le ricerche rivoluzionarie dietro questi eventi celesti, le loro caratteristiche uniche e le implicazioni per la nostra comprensione dei sistemi stellari binari.
Mróz, P., Król, K., Szegedi, H., Charles, P., Page, K. L., Udalski, A., … Mróz, M. J. (2024). Millinovae: A New Class of Transient Supersoft X-Ray Sources without a Classical Nova Eruption. The Astrophysical Journal Letters, 977(2), L37. doi:10.3847/2041-8213/ad969b
La scoperta delle Millinovae
Il primo indizio di un nuovo fenomeno cosmico è emerso con la scoperta di ASASSN-16oh, un evento transitorio nella Piccola Nube di Magellano (SMC). A differenza delle novae classiche, caratterizzate da drammatiche espulsioni di massa e rapidi brillamenti ottici, ASASSN-16oh ha mostrato un’attività ottica prolungata senza i segni caratteristici dell’espulsione di massa. Ciò ha portato i ricercatori a ipotizzare l’esistenza di una classe distinta di eventi. Ulteriori osservazioni hanno confermato questa ipotesi. Utilizzando dati dell’Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) raccolti in due decenni, gli astronomi hanno identificato 29 stelle nelle Nubi di Magellano con comportamenti simili. Questi eventi, caratterizzati da brillamenti ottici simmetrici e emissioni transitorie di raggi X supersoft, sono stati chiamati millinovae per via delle loro luminosità ottiche circa 1000 volte inferiori a quelle delle novae classiche.
Il pannello superiore mostra il prototipo ASASSN-16oh. I tick sull'asse y sono ogni 0,5 mag. C'è una lacuna nei dati tra il 2020,4 e il 2022,4.
Caratteristiche uniche delle Millinovae
Le millinovae si distinguono per diverse caratteristiche uniche:
- Brillamenti ottici simmetrici: a differenza dei brillamenti ottici rapidi e irregolari delle novae classiche, le millinovae mostrano curve di luce simmetriche, a forma di triangolo, della durata di settimane o mesi. Questa simmetria suggerisce un meccanismo diverso, probabilmente legato al disco di accrescimento attorno alla nana bianca.
- Emissioni di raggi X supersoft: questi eventi emettono raggi X transitori con temperature superiori a 400.000 K. Tale emissione è coerente con la combustione nucleare sulla superficie della nana bianca, ma priva delle caratteristiche esplosive delle novae.
- Linee spettrali strette: gli spettri ottici delle millinovae rivelano linee di emissione strette di idrogeno ed elio, indicando l’assenza di espulsioni di massa significative.
- Luminosità ottiche intermedie: con magnitudini di picco comprese tra quelle delle novae classiche e delle nane, le millinovae occupano un regime di luminosità precedentemente inesplorato.
- Associazione con le nubi di Magellano: la concentrazione di millinovae nelle nubi di Magellano offre un ambiente controllato per studiarne le proprietà, poiché questi sistemi condividono distanze e metallicità simili.
Meccanismi potenziali dietro le Millinovae
L’origine delle millinovae rimane un tema di indagine attiva. Sono stati proposti due modelli principali:
- Runaway termonucleare senza espulsione: questa teoria ipotizza che un alto tasso di accrescimento di massa inneschi la combustione nucleare sulla superficie della nana bianca senza causare espulsioni di massa. Sebbene promettente, questo modello fatica a replicare le curve di luce osservate, lisce e simmetriche.
- Instabilità del disco e irradiazione: un’altra spiegazione suggerisce che instabilità nel disco causino improvvisi aumenti dell’accrescimento di massa, producendo le emissioni ottiche e di raggi X osservate. La superficie della nana bianca viene riscaldata dal disco di accrescimento, generando raggi X supersoft. Questo modello è in linea con l’assenza di materiale espulso e gli spettri osservati, ma richiede ulteriori perfezionamenti.
Implicazioni per l’evoluzione dei sistemi binari
La scoperta delle millinovae ha profonde implicazioni per la nostra comprensione dei sistemi stellari binari. Questi eventi potrebbero rappresentare una fase nell’evoluzione delle variabili cataclismiche, in cui la nana bianca accumula costantemente massa senza espellere materiale. Ciò potrebbe consentire alla nana bianca di crescere verso il limite di Chandrasekhar, diventando potenzialmente un progenitore di supernove di tipo Ia. Inoltre, le millinovae sfidano la tradizionale dicotomia delle novae come classiche o nane. Le loro proprietà intermedie richiedono una rivalutazione dei meccanismi che governano l’accrescimento e la combustione nucleare nei sistemi binari.
Prospettive future
Lo studio delle millinovae è ancora agli inizi. Le future ricerche mirano a rispondere a domande fondamentali, come:
- Cosa innesca i brillamenti simmetrici osservati nelle millinovae?
- Come si inseriscono questi eventi nella più ampia tassonomia delle variabili cataclismiche?
- Le millinovae possono fornire vincoli sui tassi di trasferimento di massa e sulle composizioni dei sistemi binari?
Osservatori come il Neil Gehrels Swift Observatory e il futuro Vera C. Rubin Observatory giocheranno un ruolo cruciale nella rilevazione e caratterizzazione delle millinovae. Il monitoraggio a lungo termine e le campagne spettroscopiche dedicate saranno essenziali per svelarne i misteri.
Pannelli superiori: vista a cielo aperto della LMC (in alto a sinistra) e della SMC (in alto a destra) con le posizioni delle millinove segnate. Pannelli centrali: diagrammi colore-magnitudine dereddati per le stelle nel LMC. I punti blu indicano (V - I)0 e MI delle millinove in quiescenza (centro a sinistra) e in outburst (centro a destra). Il prototipo, ASASSN-16oh, è contrassegnato da un asterisco rosso, mentre OGLE-mNOVA-11 è contrassegnato da una croce verde. Pannelli inferiori: istogrammi di MI di millinovae, novae classiche e novae nane in quiescenza (in basso a sinistra) e in outburst (in basso a destra).
Conclusione
Le millinovae rappresentano una frontiera emozionante in astrofisica, colmando lacune nella nostra comprensione dei sistemi binari e dei fenomeni transitori. La loro scoperta sottolinea l’importanza degli sforzi osservativi sostenuti e il potenziale delle scoperte fortuite di ridefinire i paradigmi scientifici. Con il progresso delle ricerche, le millinovae promettono di illuminare i complessi processi che governano il cosmo, offrendo una nuova prospettiva sul dinamismo dell’universo.
