Nane Danzanti Spiegano il Mistero Astronomico dei Segnali Radio Transienti a Lungo Periodo

Gli astronomi hanno individuato una stella nana rossa in un sistema che è quasi certamente la fonte di un segnale radio che, per un certo periodo, si ripeteva ogni 125 minuti. Inoltre, ci sono prove di una compagna nana bianca. La scoperta è molto simile a una fatta l’anno scorso e conferma il tipo di sistema che crea questi segnali, anche se non comprendiamo ancora i dettagli del come. I recenti progressi nei radiotelescopi hanno aiutato gli astronomi a scoprire una sorta di zoo radio cosmico, dando il via a una corsa per scoprire le cause di questi diversi segnali strani. Una nuova classe è quella dei transienti radio a lungo periodo (LPRT), impulsi che somigliano alle emissioni delle pulsar rallentate centinaia o migliaia di volte. Dopo un iniziale sconcerto, un LPRT, GLEAM-X J0704−37, è stato ricondotto a una nana rossa, quasi certamente in congiunzione con una nana bianca. Ora, è emerso un caso ancora più chiaro, suggerendo che molti LPRT siano prodotti in questo modo. Tuttavia, la dottoressa Iris de Ruiter, ora all’Università di Sydney, ha detto che la ricerca non è finita. Non comprendiamo ancora appieno come la coppia stellare produca il segnale, e de Ruiter dubita che una sottoclasse di LPRT possa essere spiegata in questo modo. Le pulsar tradizionali, prodotte da stelle di neutroni, producono segnali radio così regolari che li usiamo come orologi, ma rallentano nel corso dei millenni, diventando più deboli. Pertanto, si pensa che sia impossibile per una pulsar produrre un segnale con un periodo di più di pochi minuti abbastanza potente da essere rilevato. Questo ha reso la scoperta di qualcosa di simile a una pulsar con un periodo di 18 minuti un enigma, e le successive scoperte di periodi più lunghi ancora più misteriose. Le scoperte originali sono state fatte vicino al piano della galassia, la parte del cielo più studiata. de Ruiter ha spiegato che una combinazione di polvere oscurante e molte stelle nel campo visivo rendeva quasi impossibile individuare la fonte. Tuttavia, esaminando i dati d’archivio del radiotelescopio Low Frequency Array (LOFAR), de Ruiter ha trovato un impulso del 2015 nella direzione dell’Orsa Maggiore, lontano dal piano galattico, che è stato chiamato ILTJ1101+5521. de Ruiter ha continuato a scavare e ha trovato sette impulsi da ILTJ1101+5521, ciascuno della durata di 30-90 secondi, indicando che aveva un LPRT con un periodo di 125 minuti. Le osservazioni successive non hanno trovato nulla nella banda radio, ma hanno rivelato una nana rossa nel punto giusto a 1.600 anni luce di distanza e in movimento in un’orbita di 125 minuti. La luce del sistema era anche rivelatrice, contenendo più blu di una tipica nana rossa di queste dimensioni. Il team attribuisce questo a una nana bianca così vicina alla nana rossa e sufficientemente debole da non poterle separare. de Ruiter e i coautori concludono che le nane rossa e bianca orbitano l’una intorno all’altra con un periodo di 125 minuti. de Ruiter ha detto che la coppia sarebbe bloccata marealmente, quindi i loro tassi di rotazione corrispondono alle loro orbite e entrambe mostrano sempre la stessa parte dell’altra stella. “È stato particolarmente interessante aggiungere nuovi pezzi al puzzle,” ha detto de Ruiter in una dichiarazione. “Abbiamo lavorato con esperti di tutti i tipi di discipline astronomiche. Con tecniche e osservazioni diverse, ci siamo avvicinati un po’ alla soluzione passo dopo passo.” Una spiegazione potrebbe essere un sistema con un’orbita molto allungata che emette un’esplosione di statico ogni volta che le stelle si avvicinano di più, ma de Ruiter ha detto che questo è molto improbabile. Sebbene il team non sia stato in grado di misurare con certezza l’eccentricità dell’orbita, de Ruiter ha detto che “pensano che sia molto circolare, il che è di solito il caso per stelle in orbite così strette.” Ciò significa che il segnale era probabilmente continuo, ma spazzava il cielo come un faro (o una pulsar ordinaria) ed era rilevabile solo quando puntato verso di noi. Il documento che riporta l’osservazione è stato scritto prima della pubblicazione della scoperta della nana rossa associata a GLEAM-X J0704−37. de Ruiter ha detto che i due sembrano essere molto simili, a parte il fatto che GLEAM-X J0704−37 è più distante, e i suoi scopritori non hanno osservato la luce blu che confermerebbe il sospetto di un partner nana bianca. Per quanto riguarda i tentativi di recuperare il segnale, de Ruiter ha detto che ci sono molte possibili spiegazioni. “È stato rilevato solo con LOFAR, quindi potrebbe essere che l’emissione sia brillante solo a frequenze radio molto basse,” ha detto la ricercatrice. Tuttavia, de Ruiter ha riconosciuto che il team ha seguito con LOFAR e non ha visto nulla. “Altri LPRT sono piuttosto irregolari,” ha notato. Per capire perché, dobbiamo sapere come l’interazione tra nane rosse e bianche produce emissioni radio così potenti, ma solo raramente. I segnali radio delle nane rosse sono ordini di grandezza più deboli di questo, rendendole un candidato improbabile. Gli autori scrivono: “Concludiamo che l’emissione radio origina dalla nana bianca o dall’interazione tra la nana bianca e la nana M.” Sospettano che il campo magnetico della nana bianca si sia sincronizzato con l’orbita reciproca, ma riconoscono che “[i]l meccanismo esatto che produce l’emissione radio è sconosciuto.” Naturalmente, il team spera di fare osservazioni di follow-up di ILTJ1101+5521 a molte lunghezze d’onda, ma sono anche desiderosi di trovare più esempi. de Ruiter ha detto, “Inizialmente si pensava che gli LPRT avessero qualcosa a che fare con le stelle di neutroni, che si trovano per lo più nel piano galattico. Le nane bianche sono distribuite più uniformemente, quindi possiamo adattare la strategia di ricerca.” de Ruiter ha anche detto, “Alcuni LPRT hanno periodi di soli 18 minuti. È un periodo orbitale molto breve, quindi è probabile che ci siano due tipi.” La ricercatrice pensa che quelli che potrebbero essere chiamati transienti radio a medio periodo probabilmente coinvolgano stelle di neutroni, ma i dettagli rimangono sconosciuti. Lo studio è pubblicato su Nature Astronomy.