L’Universo, con la sua immensità e complessità, continua a stupirci con fenomeni cosmici sempre più sorprendenti. Dopo aver osservato e studiato per secoli le esplosioni stellari più comuni, come le novae e le supernovae, gli astronomi si sono imbattuti in un nuovo tipo di evento esplosivo: la millinova.
Millimova: una scoperta casuale
Questa nuova tipologia di esplosione stellare, circa cento volte più luminosa del Sole ma mille volte meno intensa di una classica nova, è stata scoperta quasi per caso da un team internazionale di astronomi guidato dall’Università di Varsavia. I ricercatori, analizzando vent’anni di dati raccolti dall’esperimento OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), inizialmente alla ricerca di buchi neri primordiali, si sono imbattuti in un fenomeno inaspettato: una serie di esplosioni stellari mai osservate prima.
Le millinovae sembrano originarsi da sistemi stellari binari particolarmente estremi, composti da una nana bianca, una stella densa e ormai “morta”, e da una stella subgigante, una stella che ha esaurito l’idrogeno nel suo nucleo e si è espansa. La vicinanza tra le due stelle fa sì che il materiale della stella subgigante venga costantemente attratto dalla nana bianca, formando un disco di accrescimento attorno a quest’ultima.
Quando il materiale accumulato sulla superficie della nana bianca raggiunge una massa critica, si innesca una reazione termonucleare che provoca una violenta esplosione. Tuttavia, a differenza delle novae classiche, nelle millinovae l’esplosione è meno energetica e coinvolge una quantità di materiale minore. Questo diverso comportamento è dovuto alla particolare composizione del materiale che accresce sulla nana bianca e alle condizioni fisiche del sistema binario.
La scoperta della millinova apre nuove prospettive per la comprensione dei processi fisici che avvengono all’interno dei sistemi stellari binari e, più in generale, dell’evoluzione stellare. Inoltre, lo studio di questi eventi esplosivi può fornire importanti informazioni sulla composizione chimica delle galassie e sulle origini degli elementi pesanti.
Nonostante i progressi compiuti, molte domande rimangono ancora aperte. Ad esempio, non è ancora del tutto chiaro il meccanismo esatto che innesca le esplosioni delle millinovae e quali siano le condizioni iniziali che favoriscono la formazione di questi sistemi stellari. Le future ricerche si concentreranno sull’osservazione di un maggior numero di millinovae, sulla caratterizzazione delle loro proprietà fisiche e sulla costruzione di modelli teorici sempre più sofisticati in grado di descrivere questi fenomeni cosmici.
La scoperta della millinova rappresenta un importante passo avanti nella nostra comprensione dell’Universo. Questo nuovo tipo di esplosione stellare ci ricorda quanto sia ancora vasto e misterioso il cosmo e quanto sia importante continuare a esplorarlo e studiarlo.
Le ipotesi sulla millinova
L’origine dei raggi X rilevati durante le millinovae rimane ancora un mistero. Gli scienziati propongono due possibili scenari: il primo ipotizza che i raggi X siano generati da un’intensa attività nella regione equatoriale della nana bianca, dove il materiale proveniente dalla stella compagna impatta violentemente sulla sua superficie. In alternativa, potrebbe trattarsi di una debole fusione nucleare sulla superficie della nana bianca, innescata dall’accumulo di materia. Questa seconda ipotesi è particolarmente intrigante, poiché suggerisce che le millinovae potrebbero rappresentare una fase preliminare all’esplosione di una supernova di tipo Ia, un evento catastrofico che segna la fine della vita di una stella.
Due spiegazioni principali sono al vaglio. La prima suggerisce che i raggi X nascano da una sorta di “tempesta cosmica” nella regione equatoriale della nana bianca, dove il materiale della stella compagna colpisce la sua superficie a velocità elevatissime. La seconda ipotesi è più sottile: potrebbe essere una lenta combustione nucleare sulla superficie della nana bianca, innescata dall’accumulo di materiale proveniente dalla stella compagna. Se questa seconda ipotesi fosse corretta, avremmo di fronte un fenomeno straordinario: le millinovae potrebbero rappresentare le prime fasi di un processo evolutivo che culmina con l’esplosione di una supernova di tipo Ia, uno degli eventi più energetici dell’Universo.
Si ritiene che i sistemi binari contenenti una nana bianca e che presentino un elevato tasso di accrescimento, come le novae classiche e le sorgenti supersoft persistenti, emettano intensi raggi X prodotti da reazioni nucleari sulla superficie della nana bianca. Tuttavia, la scoperta di oggetti come ASASSN-16oh ha sfidato questa visione consolidata. Questi oggetti, caratterizzati da emissioni di raggi X deboli e transitorie, non mostrano le tipiche evidenze di espulsioni di massa associate alle novae classiche, lasciando gli astronomi perplessi sulla loro origine.
La recente scoperta di un campione di 29 stelle simili ad ASASSN-16oh nelle Nubi di Magellano ha rafforzato l’idea che questi oggetti non siano eccezioni, ma piuttosto rappresentino una nuova classe di sorgenti cosmiche. Queste stelle, che abbiamo chiamato “millinovae”, presentano esplosioni ottiche meno energetiche rispetto alle novae classiche, ma condividono con esse l’emissione di raggi X deboli e transitori.
L’assenza di evidenze di espulsioni di massa suggerisce che il meccanismo alla base delle millinovae sia diverso da quello delle novae classiche. La natura di questi oggetti e l’origine dei loro raggi X rimangono ancora da chiarire del tutto. Tuttavia, la scoperta delle millinovae apre nuove prospettive nello studio dell’evoluzione stellare e dei fenomeni transienti nell’Universo.
Lo studio
Gli studiosi hanno esaminato un catalogo iniziale di 72.303 oggetti nelle Nubi di Magellano, selezionando quelli che presentavano un aumento significativo e prolungato della luminosità. Dopo una rigorosa selezione basata sulle caratteristiche delle curve di luce e un’attenta rimozione di artefatti dovuti al moto proprio delle stelle, hanno ottenuto un campione di 10.101 oggetti di interesse.
Successivamente, attraverso un’analisi visiva approfondita, hanno selezionato un sottoinsieme di questi oggetti caratterizzati da esplosioni simmetriche e di lunga durata, simili a quelle osservate in ASASSN-16oh. Questo campione finale, composto da 7412 oggetti nella Grande Nube di Magellano e 2689 nella Piccola Nube di Magellano, rappresenta la nostra popolazione di candidati per lo studio delle millinovae.
Gli esperti hanno condotto un’analisi approfondita degli oggetti selezionati, integrando i dati esistenti con informazioni aggiuntive provenienti da diverse fonti, come la fotometria a più bande, le parallassi e i moti propri forniti dal catalogo Gaia, e le immagini del cielo.
Dopo aver escluso gli oggetti che potevano essere classificati come novae classiche, supernovae o nuclei galattici attivi, abbiamo ottenuto un campione finale di 29 oggetti, di cui 22 nella Grande Nube di Magellano e 7 nella Piccola Nube di Magellano. Questi oggetti presentano tutti curve di luce caratteristiche, con un profilo simmetrico a forma di triangolo e una durata che va da settimane a mesi. L’ampiezza delle esplosioni varia da 1,0 a 3,7 magnitudini nella banda I.
È interessante notare che alcune di queste esplosioni erano state inizialmente interpretate come eventi di microlensing gravitazionale. Tuttavia, un’analisi più dettagliata ha rivelato che questa interpretazione non è sostenibile, poiché le esplosioni delle millinovae presentano una dipendenza dal colore e possono ripetersi, caratteristiche non tipiche degli eventi di microlensing.
Sulla base delle caratteristiche spettrali e dei raggi X distintive di ASASSN-16oh, gli scienziati hanno avviato un’intensa campagna di monitoraggio degli oggetti selezionati a partire da settembre 2023. Questo approccio proattivo ci permetterà di identificare in tempo reale l’inizio delle esplosioni e di pianificare osservazioni multi-messaggero, sfruttando una vasta gamma di strumenti osservativi, al fine di caratterizzare nel dettaglio le proprietà fisiche di questi eventi transienti.
Conclusioni
Potrebbero esserci vincoli geometrici significativi sul flusso osservato, o la combustione nucleare potrebbe non interessare l’intera superficie della nana bianca. Alcuni modelli teorici suggeriscono che il picco di emissione si trovi nell’ultravioletto lontano, piuttosto che nei raggi X molli. Future osservazioni mirate di esplosioni di millinovae potranno verificare queste previsioni. Questo nuovo gruppo di oggetti, probabilmente costituito da variabili cataclismiche a lungo periodo e ad alto tasso di accrescimento, offre un’opportunità unica per studiare questi fenomeni in un contesto ben definito, come quello delle Nubi di Magellano.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Astrophysical Journal Letters.
