Le novae sono causate dalla combustione termonucleare incontrollata nelle atmosfere ricche di idrogeno delle nane bianche in accrescimento, che porta a una rapida espansione dell’atmosfera e all’espulsione della maggior parte della sua massa. La teoria prevede l’esistenza di una fase di “palla di fuoco” che segue direttamente la fusione, che dovrebbe essere osservabile come un breve, luminoso e lieve lampo di raggi X prima che la nova diventi visibile nelle lunghezze d’onda ottiche. Ora, gli astronomi che utilizzano il telescopio a raggi X eROSITA a bordo dell’osservatorio Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG) hanno osservato un lampo di raggi X associato a una nova classica chiamata YZ Reticuli circa 11 ore prima della sua illuminazione ottica.
“Le fasi iniziali di un’esplosione di nova erano già state previste in teoria: le alte temperature di un’esplosione termonucleare causerebbero un’emissione intensa e breve di raggi X. Questa è nota come la palla di fuoco iniziale,” ha affermato Glòria Sala, astronomo del Departament de Física EEBE presso l’Universitat Politécnica de Catalunya e l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya. “Durante i giorni successivi all’esplosione, l’espansione della palla di fuoco porta a un calo di temperatura che la fa evolvere in una grande sfera di gas più freddo, che emette luce visibile e fa apparire la nuova stella nel cielo“. “Questa fase della palla di fuoco, però, è molto breve e si verifica ore prima che la stella appaia nel cielo. Pertanto, rilevare i raggi X prima di scoprire la fonte è complicato“.
Il 7 luglio 2020, il telescopio a raggi X tedesco eROSITA ha rilevato una sorgente di raggi X estremamente luminosa. Una settimana dopo, l’esplosione di Nova Reticuli 2020 (YZ Reticuli), situata a circa 2.530 parsec (8.252 anni luce) nella costellazione del Reticolo, è stata scoperta nella luce visibile.
“Ciò ha consentito di rilevare, per la prima volta, che l’intenso lampo di raggi X rilevato da eROSITA corrispondeva alla palla di fuoco iniziale dell’esplosione della nova,” ha affermato Sala.
“È stata in una certa misura una fortunata coincidenza, davvero,” ha affermato Ole König, astronomo del Dr. Karl Remeis-Observatory e dell’Erlangen Centre for Astroparticle Physics presso la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. “Questi lampi di raggi X durano solo poche ore e sono quasi impossibili da prevedere, ma lo strumento di osservazione deve essere puntato direttamente sull’esplosione esattamente al momento giusto“.
“Stavamo cercando oggetti brillanti nei dati eROSITA,” ha affermato Riccardo Arcodia, astronomo del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. “Questo bagliore è stato così forte che all’inizio abbiamo discusso se fosse reale. Ci siamo subito resi conto di esserci imbattuti in un evento unico“.
“Lo studio delle esplosioni di nova ci permette di mettere insieme alcuni tasselli dell’evoluzione chimica della Via Lattea e di come siamo arrivati ad avere la varietà e la distribuzione degli elementi chimici presenti nel Sistema Solare dopo il Big Bang, partendo da un Universo iniziale con una composizione molto più semplice,” ha affermato Sala.
“L’osservazione da grandi telescopi terrestri, insieme allo studio delle emissioni di raggi X e raggi gamma dai satelliti e alla modellazione teorica mediante modelli numerici, ci consente di ricostruire i processi dettagliati che si verificano in questi fenomeni esplosivi e il loro contributo all’evoluzione della nostra Galassia“. “Per questo motivo, rilevare la palla di fuoco iniziale prevista dai modelli è un elemento chiave per testare e adattare le teorie delle esplosioni stellari“. “Le caratteristiche della radiazione di raggi X che abbiamo rilevato con eROSITA coincidono con quanto previsto dalla teoria per questa fase dell’esplosione e, quindi, confermano che questo è il pezzo del puzzle che stavamo cercando“.
Lo studio è stato pubblicato su Nature.
