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Nova Delphinus 2013: così esplode una nova

Per la prima volta, l'esplosione di una nova, una nana bianca nota come Nova Delphinus 2013, nella costellazione del Delfino, è stata osservata con un dettaglio senza precedenti.

Il gruppo di ricerca, formato da 37 astronomi provenienti da 17 diverse Istituzioni e guidato da Gail Schaefer, ha lavorato presso la Georgia State University che gestisce il CHARA Array (Center for High Angular Resolution Astronomy) nell'Osservatorio di Mount Wilson, nelle montagne di San Gabriel della California del sud.

Nova Del 2013

Credit: E. Guido & N. Howes

Per la prima volta, l'esplosione di una nova, una nana bianca nota come Nova Delphinus 2013, nella costellazione del Delfino, è stata osservata con un dettaglio senza precedenti.

Il gruppo di ricerca, formato da 37 astronomi provenienti da 17 diverse Istituzioni e guidato da Gail Schaefer, ha lavorato presso la Georgia State University che gestisce il CHARA Array (Center for High Angular Resolution Astronomy) nell'Osservatorio di Mount Wilson, nelle montagne di San Gabriel della California del sud.
Il CHARA Array è un interferometro ottico che combina la luce di sei telescopi da un metro, per creare immagini ad alta risoluzione, pari ad un telescopio con un diametro superiore a 300 metri. Tanto per avere un'idea, è in grado di risolvere un oggetto delle dimensioni di un centesimo (USA) posto sulla cima della torre Eiffel a Parigi da Los Angeles, California.

La sequenza di immagini ad alta definizione ha ripreso la struttura della materia durante le fasi iniziali dell'esplosione generata dalla nova, rivelando modelli più complicati di quelli previsti.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature.

The expanding fireball of Nova Delphini 2013 [abstract]

A classical nova occurs when material accreting onto the surface of a white dwarf in a close binary system ignites in a thermonuclear runaway. Complex structures observed in the ejecta at late stages could result from interactions with the companion during the common-envelope phase. Alternatively, the explosion could be intrinsically bipolar, resulting from a localized ignition on the surface of the white dwarf or as a consequence of rotational distortion. Studying the structure of novae during the earliest phases is challenging because of the high spatial resolution needed to measure their small sizes. Here we report near-infrared interferometric measurements of the angular size of Nova Delphini 2013, starting one day after the explosion and continuing with extensive time coverage during the first 43 days. Changes in the apparent expansion rate can be explained by an explosion model consisting of an optically thick core surrounded by a diffuse envelope. The optical depth of the ejected material changes as it expands. We detect an ellipticity in the light distribution, suggesting a prolate or bipolar structure that develops as early as the second day. Combining the angular expansion rate with radial velocity measurements, we derive a geometric distance to the nova of 4.54 ± 0.59 kiloparsecs from the Sun.

La Nova Delphinus 2013 si trova a 14.800 anni luce di distanza dal Sole ed era stata scoperta alla vigilia di Ferragosto lo scorso anno, dall'astrofilo giapponese Koichi Itagaki. Ciò significa che, mentre la sua esplosione è stata osservata dalla Terra ad agosto 2013, in realtà è avvenuta circa 15.000 anni fa.

Una nova è una stella variabile eruttiva e si verifica in seguito alla formazione di un sottile strato di idrogeno, spesso appena 200 metri, sulla superficie di una nana bianca in un sistema binario, una stella evoluta con il diametro della Terra e la massa del Sole.
Quando le due stelle del sistema sono molto vicine, infatti, il materiale di una può essere attirato dall'altra, innescando una vera a propria fusione termonucleare, essenzialmente una bomba H stellare che si manifesta con bruschi aumenti di luminosità ed espulsione di materia. L'esplosione di luce supera significativamente la normale luminosità della stella, in modo tale che l'oggetto può apparire improvvisamente in cielo in una posizione dove prima non si vedeva nulla. Il termine "nova" deriva proprio dal fatto che la stella appariva improvvisamente, cioè era una "stella nuova".
Nelle settimane successive all'evento, la palla di fuoco si espande, si raffredda e si dissipa fin quando il fenomeno si esaurisce e la nana bianca ritorna al suo stato originale.

"Non abbiamo avuto la possibilità di ottenere ingrandimenti ad alta risoluzione delle immagini fino a quando non abbiamo iniziato a costruire queste potenti array di telescopi", ha sottolineato il professor Peter Tuthill, del Institute for Astronomy dell'Università di Sydney, co-autore dello studio.

"Queste esplosioni sono eventi del tutto insoliti causati da una nana bianca, che è il residuo di una stella fatta di materiale molto denso, un cucchiaino pieno di roba che pesa tonnellate".

"La nana bianca è come una zanzara che ronza intorno alla stella compagna, lentamente, succhiando idrogeno".

"Questo si crea un 'oceano' di idrogeno sulla superficie, spesso poche centinaia di metri, e la pressione sul fondo del mare raggiunge la massa critica, allora si innesca un'esplosione termonucleare chiamata nova e si ottiene una palla di fuoco, come un enorme bomba all'idrogeno, che si propaga verso l'esterno".

Nova Del 2013

Gli astronomi del CHARA Array hanno osservato la Nova Delphinus 2013 (Nova Del 2013) per 27 notti nell'arco di due mesi

Durante la prima osservazione la palla di fuoco era più piccola dell'orbita terrestre ma 43 giorni dopo l'esplosione, si era estesa 20 volte di più, alla velocità di oltre 600 chilometri al secondo, raggiungendo idealmente l'orbita di Nettuno, il pianeta più esterno del nostro Sistema Solare (anche se a me piace ancora pensare che lo sia Plutone!).

Le incredibili immagini hanno mostrato una fireball leggermente ellittica, fornendo indizi su come il materiale viene espulso dalla superficie della nana bianca durante l'esplosione.
Dopo circa 30 giorni, gli astronomi hanno anche osservato un aumento della luminosità degli strati più esterni e freddi della bolla, causato probabilmente dalla formazione di grani di polvere che emettono luce su lunghezze d'onda infrarosse, a cui è sensibile il telescopio.

Benché migliaia di nove sono state scoperte dalla prima osservata nel 1670, solo oggi siamo in grado di ottenere immagini ad alta risoluzione grazie all'interferometria ed ora, ovviamente, il team non vede l'ora di assistere alla prossima esplosione.

Riferimenti:
- http://news.gsu.edu/2014/10/27/georgia-state-astronomers-image-exploding-fireball-stage-nova/ 

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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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