Le nove sono esplosioni prodotte da sistemi binari di stelle in cui una nana bianca, il residuo di una stella simile al Sole al termine della sua evoluzione, sottrae materia a una stella gigante rossa compagna. Questo processo, noto come accrescimento, porta all’accumulo di materiale sulla superficie della nana bianca fino a quando pressione e temperatura diventano sufficientemente elevate da innescare una colossale esplosione termonucleare. Tale evento provoca il brillamento del sistema binario, dando origine a quella che viene definita, appunto, “nova”.
Esistono due principali tipologie di nove: le nove classiche, che esplodono una sola volta su scale temporali relativamente lunghe, e le nove ricorrenti, che si manifestano periodicamente a intervalli regolari di anni o decenni. Mentre nella Via Lattea sono state individuate meno di una dozzina di nove ricorrenti, nelle galassie esterne il loro numero risulta significativamente più elevato. Un esempio di nova ricorrente extragalattica è Lmc 1968-12a, alias Lmc68: la prima di questo tipo a essere scoperta. Situata nella Grande Nube di Magellano, una galassia satellite della Via Lattea, Lmc68 presenta un intervallo di esplosione di circa quattro anni, il terzo più breve tra le nove conosciute. La sua prima esplosione osservata risale al 1968, mentre l’evento più recente si è verificato nell’agosto del 2024.
Utilizzando i telescopi cileni Gemini South e Magellan Baade Telescope, un team di ricercatori ha studiato per la prima volta questa nuova esplosione alle lunghezze d’onda del vicino infrarosso, raccogliendo dati fondamentali sulle sue caratteristiche. I risultati della ricerca sono pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Gli astronomi hanno osservato Lmc68 rispettivamente 8 e 22 giorni dopo l’esplosione. Per farlo hanno utilizzato lo spettrografo Flamingos-2 montato sul telescopio Gemini South e lo spettrografo Fire del Magellan Telescope. Grazie a queste indagini, è stato possibile analizzare la fase ultra-calda della nova, durante la quale gli elementi presenti nel materiale espulso vengono altamente energizzati. Dall’analisi degli spettri ottenuti, è emerso un segnale particolarmente intenso prodotto da specifici atomi ionizzati. In particolare, i ricercatori hanno identificato la firma dell’emissione di atomi di silicio privati di nove dei loro quattordici elettroni, un processo che richiede un’energia estremamente elevata.
Oltre a questa peculiare riga di emissione del silicio ionizzato – che dà conto dell’elevata luminosità del brillamento, pari a 95 volte quella del Sole a tutte le lunghezze d’onda – gli spettri hanno mostrato un’altra caratteristica che ha lasciato gli scienziati sorpresi: l’assenza di firme prodotte da altri elementi pesanti ionizzati. Negli spettri di emissione delle nove osservate nella Via Lattea sono generalmente presenti righe di emissione dello zolfo, del fosforo, del calcio e dell’alluminio, ma negli spettri di Lmc68 l’unica riga visibile era quella del silicio ionizzato [Si X]. Per gli scienziati, questi risultati indicavano una cosa soltanto: una temperatura eccezionalmente elevata del gas esploso.
«Questa sorprendente assenza, combinata con la presenza della forte firma del silicio, implica una temperatura del gas insolitamente alta, che la nostra modellazione ha confermato», dice a questo proposito Sumner Starrfield, scienziato dell’Arizona State University e co-autore dello studio.
Le simulazioni condotte dai ricercatori indicano che, nella sua fase post-esplosione nota come fase coronale, la temperatura del gas espulso abbia raggiunto i tre milioni di gradi, un valore che rende Lmc68 una delle nove più calde mai registrate. Una temperatura così estrema implica un’esplosione particolarmente violenta, probabilmente legata alle particolari condizioni ambientali della galassia, sottolineano i ricercatori.
Ma quali condizioni? Una di queste potrebbe essere la metallicità della galassia. Rispetto alla Via Lattea, La Grande Nube di Magellano presenta una minore abbondanza di atomi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio, elementi che gli astronomi chiamano metalli. Nei sistemi ad alta metallicità, gli elementi pesanti intrappolano il calore sulla superficie della nana bianca, favorendo esplosioni precoci durante l’accrescimento.
Nel caso della Grande Nube di Magellano, i ricercatori ipotizzano che la mancanza di questi elementi potrebbe determinare un maggiore accumulo di materia sulla nana bianca prima che la temperatura e la pressione raggiungano i valori critici per l’innesco della fusione termonucleare. Ciò potrebbe spiegare la violenza dell’esplosione di Lmc68. Inoltre, il gas espulso potrebbe aver interagito con l’atmosfera della stella compagna, generando un violento shock che potrebbe aver ulteriormente aumentato la temperatura dell’ambiente.
«Con solo un piccolo numero di nove ricorrenti rilevate all’interno della nostra galassia, la comprensione di questi oggetti è progredita in modo episodico», conclude Martin Still, responsabile dell’International Gemini Observatory. «Ampliando il numero di nove extragalattiche scoperte utilizzando grandi telescopi come il Gemini South, gli astronomi potranno accelerare il progresso della ricerca e comprendere meglio il comportamento di questi oggetti in ambienti chimici diversi».