Due primati nella galassia: pulsar millisecondo e nana bianca giovane

Un team internazionale guidato dall’Inaf e dall’Università di Bologna ha scoperto un sistema binario in una fase rara della sua evoluzione, formato da una pulsar millisecondo e dalla più giovane nana bianca finora osservata in un sistema di questo tipo. La scoperta, pubblicata su Astronomy & Astrophysics Letters, ha utilizzato dati del radiotelescopio MeerKat e del telescopio spaziale Hubble, permettendo di caratterizzare con precisione la pulsar e il suo sistema binario. La nana bianca, ancora in una fase precedente al completo raffreddamento, offre agli astronomi un’istantanea di una fase molto precoce nell’evoluzione di due stelle che si sono scambiate materia per milioni di anni.

Una nana bianca in una fase rara

La stella compagna della pulsar millisecondo, identificata come una proto-nana bianca di elio di appena 0,18 masse solari, si trova in una fase precedente alla normale sequenza di raffreddamento delle nane bianche. Il trasferimento di materia verso la stella di neutroni si è concluso circa 600 milioni di anni fa, un intervallo relativamente breve su scala astronomica. Questo periodo di tempo ha permesso alla stella di conservare tracce del materiale che ha contribuito al suo sviluppo, rendendola un caso unico per lo studio dell’evoluzione stellare. La presenza di materiale attorno alla nana bianca potrebbe spiegare l’attenuazione del segnale nell’ultravioletto. Le osservazioni mostrano che la nana bianca emette nell’ultravioletto meno luce di quanto atteso, come se una parte della sua radiazione venisse attenuata prima di raggiungerci. Una possibile spiegazione è che attorno alla stella sia ancora presente del materiale, capace di assorbire parte della radiazione emessa.

Un sistema binario in evoluzione

Le pulsar millisecondo sono stelle di neutroni estremamente compatte, capaci di ruotare su sé stesse centinaia di volte al secondo. Questa rapidissima rotazione è il risultato di un lungo processo di trasferimento di materia dalla stella compagna alla stella di neutroni. Insieme alla massa viene infatti trasferito anche il momento angolare, un effetto simile a una spinta applicata a una trottola, che la porta a girare sempre più velocemente. È il cosiddetto meccanismo di “riciclo” delle pulsar.

Durante questo scambio, la stella donatrice perde progressivamente i suoi strati esterni, fino a lasciare un nucleo compatto destinato a evolvere in una nana bianca. È proprio in questa fase iniziale che le osservazioni di Hubble hanno immortalato la compagna di Ngc 362d. «Ngc 362d ci offre la possibilità unica, al momento, di studiare ciò che accade subito dopo il riciclo di una pulsar millisecondo», sottolinea Emanuele Dalessandro, ricercatore Inaf e coautore dello studio.

Questo sistema potrebbe aiutare a interpretare correttamente altri sistemi giovani. Il materiale attorno alla nana bianca potrebbe produrre segnali anche nel radio, oltre che nell’ottico, simili a quelli osservati in sistemi con compagne non degeneri e aiutarci così a interpretare correttamente altri sistemi giovani. Il risultato va quindi oltre il caso di Ngc 362d: riconoscere le tracce di queste fasi, ancora poco conosciute, può aiutare a ricostruire correttamente la storia evolutiva di altri sistemi con pulsar millisecondo.