Un sistema binario raro con pulsar millisecondo e nana bianca giovane

Un team internazionale guidato dall’Inaf e dall’Università di Bologna ha scoperto un sistema binario raro, formato da una pulsar millisecondo e dalla più giovane nana bianca mai osservata in un sistema di questo tipo. La scoperta, pubblicata su Astronomy & Astrophysics Letters, si basa su dati raccolti con il radiotelescopio Meerkat e le immagini del telescopio spaziale Hubble. Il sistema, situato nella galassia NGC 362D, offre una finestra unica per osservare una fase precoce nell’evoluzione di due stelle che si sono scambiate materia per milioni di anni.

Una nana bianca in una fase rara

La stella compagna della pulsar millisecondo è una nana bianca di elio, con massa appena superiore a 0,18 masse solari. Questa è la più giovane nana bianca mai identificata in un sistema binario con una pulsar millisecondo. La sua evoluzione è ancora in una fase precedente al completo raffreddamento, un aspetto raro e poco conosciuto. Il trasferimento di materia verso la stella di neutroni si è concluso circa 600 milioni di anni fa, un intervallo relativamente breve su scala astronomica. Le osservazioni di Hubble, raccolte tra il 2006 e il 2016, hanno permesso di ricostruire la storia evolutiva del sistema. La nana bianca emette nell’ultravioletto meno luce di quanto atteso, suggerendo che parte della sua radiazione potrebbe essere attenuata da materiale residuo attorno alla stella. Una possibile spiegazione è che attorno alla nana bianca sia ancora presente del materiale, capace di assorbire parte della radiazione emessa.

Il meccanismo di riciclo delle pulsar

Le pulsar millisecondo sono stelle di neutroni estremamente compatte, che ruotano su sé stesse centinaia di volte al secondo. Questa rapidissima rotazione è il risultato di un lungo processo di trasferimento di materia dalla stella compagna alla stella di neutroni. Insieme alla massa viene infatti trasferito anche il momento angolare, un effetto simile a una spinta applicata a una trottola, che la porta a girare sempre più velocemente. È il cosiddetto meccanismo di “riciclo” delle pulsar.

Durante questo scambio, la stella donatrice perde progressivamente i suoi strati esterni, fino a lasciare un nucleo compatto destinato a evolvere in una nana bianca. È proprio in questa fase iniziale che le osservazioni di Hubble hanno immortalato la compagna di NGC 362D. Questo sistema offre un’istantanea unica di una fase molto precoce nell’evoluzione di due stelle. «Ngc 362d ci offre la possibilità unica, al momento, di studiare ciò che accade subito dopo il riciclo di una pulsar millisecondo», sottolinea Emanuele Dalessandro, ricercatore Inaf e coautore dello studio.

La presenza di materiale attorno alla nana bianca potrebbe produrre segnali anche nel radio, oltre che nell’ottico, simili a quelli osservati in sistemi con compagne non degeneri. Questo potrebbe aiutare a interpretare correttamente altri sistemi giovani. Il risultato va quindi oltre il caso di NGC 362D: riconoscere le tracce di queste fasi, ancora poco conosciute, può aiutare a ricostruire correttamente la storia evolutiva di altri sistemi con pulsar millisecondo.