HUBBLE HA MISURATO LA MASSA DI UNA NANA BIANCA

Ognuno di noi più di una volta nella vita è rimasto affascinato da quella enorme palla di fuoco che vediamo ad ogni crepuscolo scomparire dietro l’orizzonte, la stella che domina il nostro sistema Solare.
Grazie al Sole si è potuta formare la vita sulla Terra così come la conosciamo e spesso ci viene spontaneo pensarlo immortale, come se fosse lì da sempre, a soli 150 milioni di chilometri da noi.

Tuttavia anche le stelle hanno una loro vita, vita che può cambiare a seconda di quanto esse siano massicce.
Tutte le stelle nascono da una nebulosa di fredde polveri e gas ma possono terminare la loro vita in modo differente. Le stelle con massa simile a quella del Sole bruciano il combustibile che si trova negli strati esterni fino all’esaurimento per poi disperdersi sotto forma di anello di polveri, chiamato nebulosa planetaria; la parte interna, invece, collassa riscaldandosi nuovamente. Si forma così una nana bianca.

Ad oggi sono molte le nane bianche scoperte, tuttavia di nessuna di queste è stato mai possibile misurarne la massa direttamente. Finora si è sempre utilizzato metodi indiretti, come le misurazioni all’interno di un sistema binario; osservando il moto delle stelle è infatti possibile risalire alla loro massa sfruttando le leggi Newtoniane che descrivono la dinamica dei corpi.
Per le nane bianche che non si trovano in sistemi binari è possibile impiegare modelli atmosferici per estrarre l’informazione sulla massa oppure usare le misurazioni del redshift gravitazionale ( lo spostamento in frequenza di un’onda elettromagnetica dovuto alla forza di gravità). La difficoltà di quest’ultimo metodo risiede nel fatto che le misurazioni del redshift gravitazionale si mescolano con quelle del moto proprio della stella, rendendone difficile la separazione.

 Illustrazione artistica di una nana bianca isolata. Credit: NASA/ESA

Recentemente, però, gli astronomi sono riusciti per la prima volta a misurare direttamente la massa di una nana bianca isolata, grazie ai dati del telescopio Hubble.
I ricercatori nel fare questa misura hanno sfruttato la tecnica del microlensing gravitazionale.
Quando la nana bianca è passata davanti ad una stella sullo sfondo ha agito da lente di ingrandimento, deviando leggermente la luce della stella. I motivi di questo fenomeno risiedono nella relatività generale di Einstein.

Nella figura è rappresentato come la gravità della nana bianca deforma lo spazio e devia la luce di una stella lontana. Credit:NASA/ESA

Non è la prima volta che il metodo del microlensing viene impiegato per la stima della massa di una nana bianca; nel 2017 Kailash Sahu dello Space Telescope Science Institute di Baltimora aveva già misurato la massa di un’altra nana bianca con lo stesso metodo, tuttavia quella stella aveva una compagna lontana.

La nana bianca è stata battezzata “Lawd 37”, si trova a soli 15 anni luce dalla Terra ed ha una massa pari al circa la metà di quella del Sole ma un raggio comparabile a quello terrestre. Le nane bianche sono, infatti, stelle molto dense.

L’autore di questa misura è Hubble tuttavia questa particolare stella è stata scelta a partire dai dati del telescopio spaziale Gaia, un telescopio con un’alta precisione nello studio dei moti e delle posizioni delle stelle. Grazie a Gaia si era infatti previsto che la nana bianca sarebbe passata brevemente davanti ad una stella sullo sfondo. Il fenomeno è stato dagli effetti minimi e solo Hubble aveva le capacità per rivelarlo.

«Gaia ha davvero cambiato le carte in tavola: è emozionante poter usare i suoi dati per prevedere quando gli eventi si verificheranno e poi osservarli» dice McGill, ricercatore all’università della California a Santa Cruz e primo autore dell’articolo. «Vogliamo continuare a misurare l’effetto di microlensing gravitazionale e ottenere misure di massa per molti altri tipi di stelle».

A cura di Vito Saggese

Fonti:

https://www.media.inaf.it/2023/02/09/relativita-generale-pesa-la-prima-nana-bianca-isolata/

https://www.astrospace.it/2023/02/04/hubble-ha-misurato-direttamente-la-massa-di-una-nana-bianca-solitaria/

Mnras, “First semi-empirical test of the white dwarf mass–radius relationship using a single white dwarf via astrometric microlensing“, di Peter McGill et al.

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