Due nane bianche in sei minuti: perché la distanza di eRASSU J0608 è cruciale

eRASSU J060839.5−704014, abbreviata in eRASSU J0608, è una binaria ultracompatta formata da due nane bianche: completa un’orbita in poco più di sei minuti. Le nuove misure di temporizzazione, ottenute combinando le osservazioni di NICER e di Einstein Probe con gli archivi di XMM-Newton, mostrano che la sua orbita si sta contraendo rapidamente. Il sistema è quindi un candidato molto interessante per le future missioni spaziali dedicate alle onde gravitazionali. Resta però un’incognita fondamentale: quanto dista dalla Terra. 2

Un’orbita di 374 secondi che continua ad accorciarsi

Il gruppo di ricerca ha misurato un periodo orbitale di 374,15013 secondi e una derivata del periodo pari a −4,7(1) × 10⁻¹¹ secondi al secondo. In altre parole, ogni giro dura impercettibilmente meno del precedente. La temporizzazione coerente della fase copre oltre tre anni ed è compatibile con la perdita di momento angolare orbitale dovuta all’emissione di onde gravitazionali. 2

La precedente identificazione della sorgente aveva già rilevato pulsazioni supersoft nei raggi X, fortemente modulate e ripetute ogni 374 secondi, classificando eRASSU J0608 come una binaria ultracompatta di due nane bianche situata in primo piano lungo la direzione della Grande Nube di Magellano. 14

Raggi X e accrescimento a impatto diretto

I dati favoriscono un quadro di accrescimento a impatto diretto. Il gas sottratto a una delle nane bianche, invece di disporsi in un normale disco di accrescimento circolare attorno alla compagna, la colpisce direttamente sulla superficie, riscaldandone una piccola zona.

Durante la rotazione orbitale, questa regione calda entra ed esce dal campo visivo e produce la fase luminosa periodica nei raggi X supersoft. L’interpretazione è importante perché collega la compattezza estrema del sistema al comportamento osservato nei raggi X e spiega perché potrebbe non esserci un disco di accrescimento convenzionale. 214

Una massa di chirp elevata rafforza il caso delle onde gravitazionali

Se la radiazione gravitazionale è la causa dominante della contrazione orbitale misurata, lo studio ricava una massa di chirp di circa 0,43 masse solari. La massa di chirp è il parametro che combina le masse delle due stelle e determina l’evoluzione della frequenza e dell’ampiezza delle onde gravitazionali emesse da una binaria compatta.

Questa stima, insieme al periodo orbitale eccezionalmente breve, rende eRASSU J0608 una promettente sorgente di onde gravitazionali a bassa frequenza. Ma è proprio il termine “promettente” a essere essenziale: la temporizzazione consente di stimare alcune proprietà intrinseche del sistema, mentre l’intensità del segnale che raggiunge la Terra dipende anche dalla distanza della sorgente. 2

La distanza è la misura che manca

La sorgente è vista in direzione della Grande Nube di Magellano, ma la sua distanza effettiva non è ancora nota con precisione. Lo studio osserva che una distanza di circa 1–2 kiloparsec è compatibile con uno scenario a induttore unipolare, mentre una distanza di almeno circa 5 kiloparsec favorirebbe l’accrescimento a impatto diretto. 2

L’incertezza è decisiva perché l’ampiezza delle onde gravitazionali diminuisce con la distanza. Se eRASSU J0608 fosse relativamente vicina, potrebbe collocarsi fra i segnali galattici più forti prodotti da binarie compatte nella banda di bassa frequenza; se fosse molto più lontana, la deformazione dello spaziotempo misurabile sulla Terra sarebbe più debole, nonostante l’orbita rapidissima e l’elevata massa di chirp inferita.

Una misura affidabile della distanza farebbe quindi più che risolvere quale modello di accrescimento descriva il sistema. Consentirebbe di prevedere quantitativamente il suo segnale di onde gravitazionali e di valutare se possa diventare una sorgente di verifica per una missione come LISA, l’osservatorio spaziale europeo progettato per studiare onde gravitazionali a bassa frequenza. I ricercatori indicano una possibile strada: individuare e caratterizzare una terza compagna stellare, che potrebbe offrire le informazioni astrometriche o dinamiche necessarie per vincolare la distanza. 2

Cosa dimostra già lo studio — e cosa no

Il lavoro colloca eRASSU J0608 tra le binarie ultracompatte di nane bianche note che evolvono più rapidamente, con un decadimento orbitale coerente con le perdite dovute alle onde gravitazionali. Inoltre, il trasferimento di massa a impatto diretto è una spiegazione ben supportata delle pulsazioni nei raggi X. 2

Non dimostra ancora, però, che eRASSU J0608 sarà fra le sorgenti binarie di onde gravitazionali più intense osservabili da LISA. Questa conclusione dipende dalla sua distanza. Finché tale misura non sarà disponibile, il sistema resterà un candidato estremamente promettente, ma non ancora un bersaglio di calibrazione pienamente prevedibile. 2