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Gaia14aae: una perfetta eclissi stellare

Gaia14aae: una perfetta eclissi stellare
Credit: Marisa Grove/Institute of Astronomy

Un team internazionale di ricercatori ed astrofili ha scoperto un sistema binario unico, il primo conosciuto in cui una stella eclissa completamente l'altra, vista dalla Terra.

Il sistema, denominato Gaia14aae, si trova a circa 730 anni luce di distanza nella costellazione del Dragone.
E' stato scoperto grazie al satellite Gaia dell'Agenzia Spaziale Europea ESA, ad agosto 2014, quando è diventato improvvisamente cinque volte più luminoso in un solo giorno.

Dai dati è emerso che l'improvvisa esplosione è stata causata dalla nana bianca, così densa che un cucchiaino di materiale peserebbe tanto quanto un elefante, che sta divorando la compagna. Gaia14aae, infatti, è un sistema formato da due variabili cataclismiche, una classe di stelle variabili intrinseche, consistenti in una stella binaria, di cui una è una nana bianca. L'appellativo "cataclismica" deriva dal loro comportamento turbolento, dai rapidi cambiamenti ed esplosioni termonucleari.

Ulteriori osservazioni hanno mostrato la rara eclissi: una stella passa di fronte all'altra, bloccando completamente la sua luce vista dalla Terra.
Le due stelle orbitano così vicine tra loro che un'eclissi totale si verifica ogni 50 minuti.

"E' raro vedere un sistema binario così ben allineato", ha detto il Dr Heather Campbell dell'Institute of Astronomy di Cambridge, che ha guidato la campagna di follow-up per Gaia14aae. "Grazie a questa caratteristica, possiamo misurare la binaria con grande precisione e questo ci aiuta a comprendere come questi sistemi si sono formati ed evoluti".

Utilizzando la spettroscopia ed il William Herschel Telescope alle Isole Canarie, il team ha scoperto che Gaia14aae contiene una grande quantità di elio ma niente idrogeno, un fatto piuttosto strano dato che l'idrogeno è l'emento più comune nell'Universo. Ciò ha permesso di classificare Gaia14aae come AM Canum Venaticorum (AM CVn), un tipo di cataclismica dove le due stelle hanno perso tutto l'idrogeno. Queste stelle variabili ricevono il nome dalla stella rappresentativa del gruppo AM Canum Venaticorum, un sistema facente parte della costellazione dei Cani da Caccia.

I sistemi AM CVn sono formati da una piccola, calda e densa nana bianca che divora la compagna più grande. Gli effetti gravitazionali della nana bianca sono così forti da costringere la compagna a gonfiarsi come un pallone e a muoversi verso di essa.
La compagna è di circa 125 volte il volume del nostro Sole e domina la piccola nana bianca, che ha circa la dimensione della Terra. Tuttavia, la stella compagna è leggera e pesa solo l'uno per cento della massa della nana bianca.

Per gli astronomi, i sistemi AM CVn potrebbero essere la chiave per studiare uno dei più grandi misteri dell'astrofisica moderna: le esplosioni delle supernove di tipo Ia, esplosioni che si verificano nei sistemi binari e sono utilizzate per misurare l'espansione dell'Universo (anche se questo metodo è stato recentemente messo in discussione).

Nel caso di Gaia14aae, non è noto se le due stelle si scontreranno ed esploderanno in una supernova, o se la nana bianca divorerà completamente la sua compagna prima che ciò possa verificarsi ma di sicuro gli astronomi non le perderanno d'occhio!

La missione dell'ESA Gaia, lanciata alla fine del 2013, sta realizzando una mappa tridimensionale della Via Lattea con un dettaglio senza precedenti. Durante la sua missione quinquennale, la sua fotocamera da un miliardo di pixel sarà in grado di rilevare e misurare con estrema precisione il moto delle stelle lungo la loro orbita intorno al centro galattico. Su Alive Universe Images sono disponibili quattro articoli di approfondimento scritti da Marco Di Lorenzo.

Questa ricerca, invece, è stata pubblicata sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Total eclipse of the heart: the AM CVn Gaia14aae/ASSASN-14cn [abstract]

We report the discovery and characterization of a deeply eclipsing AM CVn-system, Gaia14aae (=ASSASN-14cn). Gaia14aae was identified independently by the All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN; Shappee et al.) and by the Gaia Science Alerts project, during two separate outbursts. A third outburst is seen in archival Pan-STARRS-1 (PS1; Schlafly et al.; Tonry et al.; Magnier et al.) and ASAS-SN data. Spectroscopy reveals a hot, hydrogen-deficient spectrum with clear double-peaked emission lines, consistent with an accreting double-degenerate classification. We use follow-up photometry to constrain the orbital parameters of the system. We find an orbital period of 49.71 min, which places Gaia14aae at the long period extremum of the outbursting AM CVn period distribution. Gaia14aae is dominated by the light from its accreting white dwarf (WD). Assuming an orbital inclination of 90° for the binary system, the contact phases of the WD lead to lower limits of 0.78 and 0.015 M on the masses of the accretor and donor, respectively, and a lower limit on the mass ratio of 0.019. Gaia14aae is only the third eclipsing AM CVn star known, and the first in which the WD is totally eclipsed. Using a helium WD model, we estimate the accretor's effective temperature to be 12 900 ± 200 K. The three outburst events occurred within four months of each other, while no other outburst activity is seen in the previous 8 yr of Catalina Real-time Transient Survey (CRTS; Drake et al.), Pan-STARRS-1 and ASAS-SN data. This suggests that these events might be rebrightenings of the first outburst rather than individual events.

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Dal 2009 elaboro le immagini raw delle missioni spaziali insieme a Marco Faccin ed ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte.
Per lavoro mi occupo di digital advertising, web e video analytics presso Shiny (SV – Italia) ma passo la maggior parte del tempo libero su questo sito e tra i cataloghi delle foto scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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