La nana bianca di NGC 362D offre uno scorcio raro sul riciclo delle pulsar

NGC 362D è una pulsar millisecondo nell’ammasso globulare NGC 362, accompagnata da una nana bianca di elio insolitamente giovane e leggera. La sua massa è stimata in circa 0,18 volte quella del Sole; i modelli suggeriscono che il trasferimento di materia tra le due stelle sia terminato circa 600 milioni di anni fa. 268

È una fase rara da osservare: la compagna si trova ancora prima della fase di raffreddamento tipica di una nana bianca. Il sistema offre così agli astronomi una sorta di istantanea di ciò che resta dopo che una stella ha ceduto materia alla sua compagna, una stella di neutroni. 2

Come sono state riconosciute le due stelle

Le osservazioni radio di MeerKAT hanno permesso di individuare la pulsar e di caratterizzare la sua orbita: un giro completo dura circa 0,17 giorni, ossia approssimativamente 4,1 ore. 68

Per identificare la compagna, i ricercatori hanno confrontato la posizione della pulsar con una sorgente visibile in immagini profonde del telescopio spaziale Hubble, raccolte in più filtri e in epoche diverse. L’analisi della luce della sorgente ha mostrato che si tratta di una nana bianca di elio di massa molto bassa, ancora nella fase precedente al raffreddamento. 2

I due strumenti hanno fornito informazioni complementari: MeerKAT ha rivelato il segnale radio e l’orbita, mentre Hubble ha permesso di individuare e studiare la debole compagna ottica. 26

Da dove viene la stima dei 600 milioni di anni

L’età non è stata misurata come si leggerebbe una data su un calendario. I ricercatori hanno confrontato le proprietà osservate della nana bianca con modelli aggiornati dell’evoluzione dei sistemi binari. Da questo confronto risulta che la fase di trasferimento di materia si sarebbe conclusa circa 0,6 miliardi di anni fa. 2

La massa ridotta della compagna e il fatto che sia ancora nella fase precedente al raffreddamento sono elementi centrali per interpretare NGC 362D come un sistema osservato relativamente presto dopo la fine di quel processo. 2

C’è ancora materiale attorno alla nana bianca?

È stata avanzata l’ipotesi che parte del materiale espulso verso la fine del trasferimento possa essere ancora presente attorno alla nana bianca. Le informazioni disponibili parlano di materiale circumstellare possibile, ma non ne confermano in modo definitivo la presenza né ne stabiliscono la composizione. 67

In altri sistemi, il materiale ionizzato vicino alla compagna può talvolta oscurare l’emissione radio di una pulsar. Questo fenomeno è noto in generale, ma non dimostra che stia accadendo anche in NGC 362D. 3

Perché questo sistema interessa gli astronomi

Secondo il modello del “riciclo”, una stella di neutroni può accelerare la propria rotazione raccogliendo materia dalla compagna. Quando il trasferimento termina, la compagna può restare sotto forma di nana bianca. NGC 362D riunisce proprio una pulsar millisecondo e una nana bianca di elio, offrendo l’occasione di studiare questa transizione quando è ancora relativamente recente. 26

Le pulsar millisecondo sono anche usate come orologi cosmici grazie alla regolarità dei loro impulsi radio. Una compagna giovane può aiutare a capire gli effetti lasciati dal trasferimento di materia e a verificare se eventuale materiale residuo possa influenzare l’osservazione degli impulsi. Nel caso di NGC 362D, però, un simile effetto resta una possibilità da indagare, non un problema di temporizzazione dimostrato. 36