Gli astronomi hanno risolto il mistero di un segnale radio ripetitivo che era rimasto irrisolto dall’anno scorso. Il team ha tracciato il segnale fino a un sistema binario strano contenente una stella morta o “nana bianca” e una compagna stellare nana rossa. L’impulso radio si ripete ogni 2 ore ed è stato rilevato per la prima volta un decennio fa. Proveniva dalla direzione dell’Orsa Maggiore. Questa nuova ricerca indica che la causa di questo segnale radio ripetitivo sono i campi magnetici della nana bianca e della sua compagna nana rossa che si scontrano in questo stretto sistema binario, designato ILTJ1101. In precedenza, esplosioni radio a lungo periodo come questa erano state tracciate solo fino a stelle di neutroni, il che significa che questo lavoro offre una nuova prospettiva sulle loro origini. “Ci sono diverse stelle di neutroni altamente magnetizzate, o magnetar, che sono note per esibire impulsi radio con un periodo di pochi secondi,” ha detto in una dichiarazione Charles Kilpatrick, membro del team e astrofisico della Northwestern. “Alcuni astrofisici hanno anche sostenuto che le sorgenti potrebbero emettere impulsi a intervalli di tempo regolari perché stanno ruotando, quindi vediamo l’emissione radio solo quando la sorgente è rivolta verso di noi. Ora sappiamo che almeno alcuni transitori radio a lungo periodo provengono da binarie. Speriamo che questo motivi gli astronomi radio a localizzare nuove classi di sorgenti che potrebbero derivare da binarie di stelle di neutroni o magnetar.” La ricerca del team è stata pubblicata sulla rivista Nature Astronomy mercoledì (12 marzo).
Scavando una stella morta
Il capo del team, Iris de Ruiter dell’Università di Sydney in Australia, ha scoperto per la prima volta il segnale nel 2024 mentre cercava nei dati d’archivio raccolti dal Low Frequency Array (LOFAR). LOFAR è il più grande radiotelescopio operante alle frequenze più basse rilevabili dalla Terra. L’impulso è apparso per la prima volta nei dati di LOFAR nel 2015, e dopo aver trovato la sua prima istanza, de Ruiter ha trovato altri sei impulsi dalla stessa sorgente. Questi lampi di onde radio possono durare da diversi secondi a pochi minuti. Nonostante la differenza di durata, gli impulsi si ripetono regolarmente, una volta ogni due ore.
I lampi radio hanno alcune somiglianze con un fenomeno cosmico chiamato “fast radio bursts” o FRB, ma sono molto più rari. “Gli impulsi radio sono molto simili agli FRB, ma ognuno ha lunghezze diverse,” ha detto Kilpatrick. “Gli impulsi hanno energie molto più basse degli FRB e di solito durano per diversi secondi, a differenza degli FRB, che durano millisecondi. C’è ancora una grande domanda se ci sia un continuum di oggetti tra i transitori radio a lungo periodo e gli FRB, o se siano popolazioni distinte.”
Il team voleva sapere quale fosse la fonte di questi impulsi radio regolari, quindi hanno eseguito indagini di follow-up con il Multiple Mirror Telescope (MMT) Observatory in Arizona e il McDonald Observatory in Texas. Questo ha rivelato che l’origine degli impulsi erano due stelle situate a circa 1.600 anni luce dalla Terra che pulsano all’unisono. Le due stelle ruotano l’una intorno all’altra una volta ogni 125,5 minuti. I ricercatori hanno poi ulteriormente investigato il sistema per un intero ciclo di due ore utilizzando MMT, scoprendo la vera natura di questo sistema.
La stella morta sta colpendo magneticamente la sua compagna stellare
Le osservazioni dettagliate del team hanno permesso loro di tracciare il movimento del sistema in dettaglio mentre ottenevano informazioni dalla stella nana rossa scomponendo la sua luce in diverse lunghezze d’onda o spettri. “Le linee spettrali in questi dati ci hanno permesso di determinare che la nana rossa si sta muovendo avanti e indietro molto rapidamente con esattamente lo stesso periodo di due ore degli impulsi radio,” ha detto Kilpatrick. “Questa è una prova convincente che la nana rossa è in un sistema binario.”
Questo movimento avanti e indietro di questa stella sembra essere il risultato di una compagna appena visibile in ILTJ1101 che la tira gravitazionalmente. La variazione del movimento ha rivelato al team la massa di questa compagna molto debole. Questo ha permesso loro di determinare che si tratta di una nana bianca, un residuo stellare che si crea quando una stella con una massa simile a quella del sole raggiunge la fine della sua vita e collassa mentre i suoi strati esterni vengono espulsi. “In quasi ogni scenario, la sua massa e il fatto che sia troppo debole per essere vista significa che deve essere una nana bianca,” ha spiegato Kilpatrick. “Questo conferma l’ipotesi principale per l’origine della binaria di nane bianche ed è la prima prova diretta che abbiamo per i sistemi progenitori dei transitori radio a lungo periodo.”
Gli astronomi stanno ora pianificando di studiare le emissioni ultraviolette ad alta energia di ILTJ1101. Questo potrebbe rivelare la temperatura della nana bianca e ulteriori dettagli sulle binarie nana rossa/nana bianca come questa. “È stato particolarmente interessante aggiungere nuovi pezzi al puzzle,” ha detto il capo del team de Ruiter. “Abbiamo lavorato con esperti di tutti i tipi di discipline astronomiche. Con tecniche e osservazioni diverse, ci siamo avvicinati un po’ di più alla soluzione passo dopo passo.”