Gli astronomi che utilizzano il telescopio SMARTS da 1,5 metri presso l’Osservatorio interamericano di Cerro Tololo in Cile, un programma del NOIRLab di NSF, hanno scoperto il primo esempio di un tipo rarissimo di sistema stellare binario, uno che ha tutte le condizioni giuste per innescare alla fine una kilonova: l’esplosione ultra potente che produce oro creata dalla collisione di stelle di neutroni. Una tale disposizione è così incredibilmente rara che si pensa che solo circa 10 di questi sistemi esistano nell’intera Via Lattea. I risultati sono stati pubblicati oggi sulla rivista Nature.
Questo insolito sistema, noto come CPD-29 2176, si trova a circa 11.400 anni luce dalla Terra. È stato identificato per la prima volta dal Neil Gehrels Swift Observatory della NASA. Successive osservazioni con il telescopio SMARTS hanno permesso agli astronomi di dedurre le caratteristiche orbitali e i tipi di stelle che compongono questo sistema: una stella di neutroni creata da una supernova particolarmente spogliata (ultra-stripped supernova) e una stella massiccia in orbita stretta che sta per diventare anch’essa una supernova ultra-stripped.
Una supernova ultra-stripped è l’esplosione di fine vita di una stella massiccia a cui è stata strappata via gran parte della sua atmosfera esterna da una stella compagna. Questa classe di supernova non ha la forza esplosiva di una supernova tradizionale, che altrimenti “espellerebbe” dal sistema una stella compagna vicina.
“L’attuale stella di neutroni dovrebbe formarsi senza espellere la sua compagna dal sistema. Una supernova ultra-stripped è la migliore spiegazione del motivo per cui queste stelle compagne si trovano in un’orbita così stretta”, ha affermato Noel D. Richardson della Embry-Riddle Aeronautical University e autore principale dell’articolo. “Per creare un giorno una kilonova, anche l’altra stella dovrebbe esplodere come una supernova ultra-stripped in modo che le due stelle di neutroni possano alla fine scontrarsi e fondersi”.
Oltre a rappresentare la scoperta di una stranezza cosmica incredibilmente rara, trovare e studiare sistemi progenitori di una kilonova come questo può aiutare gli astronomi a svelare il mistero di come si formano le kilonovae, facendo luce sull’origine degli elementi più pesanti dell’Universo. “Per un po’ di tempo, gli astronomi hanno speculato sulle condizioni esatte che potrebbero portare a una kilonova”, ha detto André-Nicolas Chené, astronomo di NOIRLab e coautore. “Questi nuovi risultati dimostrano che, almeno in alcuni casi, due stelle di neutroni sorelle possono fondersi quando una di esse è stata creata senza una classica esplosione di supernova”.
La produzione di un sistema così insolito, tuttavia, è un processo lungo e improbabile. “Sappiamo che la Via Lattea contiene almeno 100 miliardi di stelle e probabilmente altre centinaia di miliardi. Questo straordinario sistema binario è essenzialmente un sistema su dieci miliardi”, ha affermato Chené. “Prima del nostro studio, la stima era che solo uno o due di questi sistemi dovessero esistere in una galassia a spirale come la Via Lattea“.
Sebbene questo sistema abbia tutte le carte in regola per formare alla fine una kilonova, spetterà ai futuri astronomi studiare quell’evento. Ci vorrà almeno un milione di anni perché la stella massiccia termini la sua vita come una titanica esplosione di supernova e si lasci dietro una seconda stella di neutroni. Questo nuovo residuo stellare e la stella di neutroni preesistente dovranno quindi riunirsi gradualmente in un balletto cosmico, perdendo lentamente la loro energia orbitale come radiazione gravitazionale. Quando alla fine si fonderanno, la risultante esplosione di kilonova produrrà onde gravitazionali molto più potenti e lascerà dietro di sé una grande quantità di elementi pesanti, tra cui argento e oro.
