La reputazione di “stella morta” delle nane bianche mette in discussione lo studio di un astronomo della Columbia Britannica

Mentre il sole della Terra, che brucia idrogeno, sta attualmente alimentando la sua luminosità con la fusione nucleare, ad un certo punto – come tutte le scintille celesti che punteggiano il cielo – finirà il carburante e alla fine si trasformerà in una stella nana bianca.

Puoi pensare alla stella come a un falò, perché proprio come le braci di una fiamma, la sua luce si attenua man mano che si raffredda nel tempo, ha detto in un'intervista l'astronomo della Victoria University Simon Blouin.

Le nane bianche si congelano lentamente in materia solida dopo un processo di raffreddamento durato miliardi di anni, che le ha portate a essere considerate per lungo tempo “stelle morte”.

Ma un nuovo studio scritto da Blouin sulla rivista scientifica Nature ha rivelato un gruppo di nane bianche che hanno smesso di raffreddarsi per più di otto miliardi di anni.

Le loro scoperte derivano dalla scoperta del 2019 che alcune nane bianche non si raffreddano come previsto, il che ha messo in discussione il consenso sulla “stella morta”. Tornando all’analogia del fuoco da campo, ha detto Blouin, sarebbe come lasciare un fuoco da campo e tornare un anno dopo per trovare le braci ancora calde.

“Quindi ci sono queste nane bianche che rimangono alla stessa luminosità e alla stessa temperatura per diversi miliardi di anni”, ha detto, aggiungendo che gli scienziati erano perplessi su cosa stesse ancora alimentando la luminosità delle stelle perché non avevano più carburante da bruciare.

Le tipiche nane bianche si raffreddano al punto da formare cristalli, diventando sempre più solide mentre congelano dall'interno verso l'esterno.

Nella lontana popolazione di nane bianche studiata da Blouin e dai suoi colleghi, gli elementi più pesanti venivano dissipati all'interno della stella sotto forma di cristalli. Ciò ha fatto sì che i cristalli diventassero più leggeri e galleggiassero sulla superficie liquida della nana bianca, come cubetti di ghiaccio che raggiungono la superficie di un bicchiere d'acqua.

“Ciò significa che non puoi semplicemente congelare la stella dall'interno verso l'esterno perché i cristalli formati al centro non rimangono lì, galleggiano”, ha detto Blouin. Il movimento dei cristalli che si alzano mentre il liquido scorre verso il nucleo crea energia che poi alimenta la stella e la mantiene accesa.

Oltre a mettere in discussione la definizione standard delle nane bianche come morte, lo studio ha anche implicazioni per l’“archeologia galattica”.

Le nane bianche erano utili indicatori dell'età della Via Lattea, come hanno potuto dire gli scienziati: più fredda è la stella, più è vecchia.

Datare gli ammassi stellari misurando le temperature delle nane bianche ha aiutato gli astronomi nel tentativo di ricostruire la composizione della galassia. Lo studio mostra che alcune nane bianche rimangono a temperature costanti per miliardi di anni, rendendole difficili da utilizzare come indicatori di età. Ciò influenzerà anche alcuni risultati precedenti che potrebbero aver sottostimato l’età di alcune stelle.

Sebbene vi siano ancora incognite, i ricercatori sospettano che il comportamento appena scoperto sia innescato dalla collisione di una nana bianca con un’altra stella, causando la fusione delle due stelle in un corpo celeste più grande.

“Ci sono queste reazioni termonucleari che possono cambiare la composizione della stella, e pensiamo che sia questo il motivo per cui quelle stelle si comportano in modo diverso”, ha detto Blouin.

Più del 97% della Via Lattea finirà per diventare nane bianche, ma è ancora una questione aperta se la collisione di due nane bianche possa portare a un fenomeno di stallo di raffreddamento.

I ricercatori sono stati in grado di rilevare valori anomali grazie al satellite Gaia dell’Agenzia spaziale europea, che ha raddoppiato il numero di nane bianche conosciute di un fattore dieci, fornendo così agli scienziati più dati.

L'identificazione delle nane bianche che ha sfidato il consenso scientifico è avvenuta grazie a un “ingorgo” di temperatura, come ha detto Blouin. Osservando le stelle su una scala da calda a fredda, i ricercatori dello studio hanno visto la massa intrappolata nella sezione centrale mentre si raffreddava a un ritmo più lento.

Rispetto alla pausa di raffreddamento di otto miliardi di anni dei valori anomali, i modelli mostrano che anche le nane bianche ordinarie subiscono una pausa di raffreddamento di circa un miliardo di anni. I ricercatori stanno ora cercando di saperne di più sull’età delle stelle perché credono che il fenomeno di raffreddamento da loro scoperto significhi che la maggior parte delle nane bianche potrebbe avere circa un miliardo di anni in più.

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