Un modello tridimensionale sintetizza l’emissione di raggi X dalla nova imminente T Coronae Borealis. Lo studio: “Predicting the X-ray signatures of the imminent T Coronae Borealis outburst through 3D hydrodynamic modeling” di S. Orlando (INAF – OAPA) pubblicato su A&A
Una nuova stella potrebbe accendersi nel nostro cielo il prossimo anno, diventando visibile anche ad occhio nudo. Si tratta di T Coronae Borealis, una nova ricorrente che si trova a poco meno di 3000 anni luce di distanza tra noi.
Una nova è un sistema caratterizzato da esplosioni periodiche accompagnate da improvvisi aumenti di luminosità. Si tratta di sistemi binari composti da una stella evoluta (una gigante rossa) e da un oggetto compatto, tipicamente una nana bianca. Quest’ultima accresce materia dalla compagna: il materiale strappato alla gigante forma un disco di accrescimento prima di precipitare sulla superficie della nana bianca.
L’eruzione avviene quando la materia accumulata raggiunge temperature e pressioni così elevate da innescare una reazione termonucleare incontrollata.
T Coronae Borealis è dunque la nova ricorrente più vicina a noi, con una distanza di circa 3000 anni luce, circa la metà di quella della successiva sorgente più vicina della stessa classe, RS Ophiuchi (5300 anni luce).
Ma non è solo la sua vicinanza a renderla un oggetto di grande interesse: le sue ultime eruzioni documentate risalgono al 1866 e al 1946, separate da circa 80 anni. Se questo intervallo nasconde una periodicità, la prossima eruzione potrebbe dunque avvenire nel 2026, rendendo la sorgente visibile anche ad occhio nudo (nel nostro cielo il periodo migliore di osservabilità è in Primavera ed in Estate).
A supportare questa ipotesi vi sono numerose osservazioni recenti, che indicano un aumento del tasso di accrescimento di materiale sulla nana bianca, variazioni della luminosità ottica e una maggiore attività alle alte energie.
Molti astronomi si stanno preparando a questo possibile evento. Tra loro, anche il team guidato dall’astrofisico S. Orlando (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo), che ha recentemente pubblicato simulazioni tridimensionali dell’esplosione, mirate a prevedere l’emissione di raggi X da parte di T Coronae Borealis.
Per ottenere simulazioni realistiche, la morfologia e le proprietà fisiche del sistema sono state vincolate dalle osservazioni disponibili del periodo tra le eruzioni, in particolare in banda radio. Oltre alla nana bianca e alla gigante rossa, il modello include il disco di accrescimento, il materiale circumbinario prodotto dal vento della gigante rossa, con un tasso di perdita di massa di circa 4 miliardesimi di massa solare all’anno, a bassa densità (circa un milione di particelle per centimetro cubo), e una sovradensità equatoriale a forma di toro.
Le simulazioni mostrano che, a causa della presenza del disco e della sovradensità equatoriale, l’onda d’urto generata dall’esplosione sarà fortemente asimmetrica, propagandosi preferenzialmente lungo i poli con una geometria bipolare. La gigante rossa, investita dall’esplosione, contribuirà ulteriormente a deformare la struttura dell’onda d’urto.
L’emissione di raggi X si articolerà quindi in tre fasi principali, associate a diverse componenti del sistema investite dall’onda d’urto:
- una fase iniziale (della durata di poche ore) di emissione ad alta energia prodotta dal materiale del disco di accrescimento;
- una fase intermedia (alcune settimane) dominata dall’emissione a più bassa energia dei frammenti espulsi dall’esplosione;
- una fase finale, più duratura, in cui l’emissione X sarà associata al mezzo circumbinario.
Le simulazioni, la loro interpretazione e le previsioni del modello sono descritte nell’articolo “Predicting the X-ray signatures of the imminent T Coronae Borealis outburst through 3D hydrodynamic modeling”, recentemente pubblicato su Astronomy & Astrophysics.
T Coronae Borealis è anche oggetto di una lunga campagna di osservazioni con il telescopio automatico di INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, per seguirne la variabilità fino al prossimo burst.
La figura di copertina (cliccare qui per visualizzarla interamente) mostra l’evoluzione dell’onda d’urto in T Coronae Borealis prevista dal modello. Ogni pannello rappresenta il sistema e i frammenti espulsi in momenti diversi, come indicato dai tempi in alto a destra.
Il colore indica la densità del materiale, mentre la superficie grigia trasparente mostra la posizione dell’onda d’urto. Sono visibili anche la gigante rossa (in arancione), il disco di accrescimento attorno alla nana bianca (in viola), la sovradensità equatoriale (in azzurro) e le frecce che indicano la direzione di movimento del materiale.
Da notare che le dimensioni considerate nei vari intervalli aumenta, per questo le dimensioni della gigante rossa e delle altre componenti vanno diminuendo
Sono anche disponibili dei modelli 3D per la visualizzazione in realtà virtuale: uno raffigura uno dei modelli usati nel paper (https://skfb.ly/ptZNy) mentre il secondo mostra una visione artistica di T Coronae Borealis (https://skfb.ly/pzB6Z)
Mario Giuseppe Guarcello
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