Raggi gamma e neutrini dalla nova ricorrente T Coronae Borealis
Sintetizzata l’emissione di raggi gamma e neutrini dall’esplosione di T Coronae Borealis
Le nove ricorrenti sono sorgenti estremamente rare: nella Via Lattea ne abbiamo identificate soltanto dieci. Si tratta di sistemi binari composti da una nana bianca e da una stella compagna (spesso una gigante rossa) che le cede materiale.
Il gas accumulato forma un denso strato sulla superficie della nana bianca e si trova in condizioni di materia degenerata, uno stato in cui pressione e temperatura sono slegate tra loro. Lo strato continua così a compattarsi finché temperatura e densità non raggiungono valori critici (temperature superiori ai 10 milioni di gradi), innescando la fusione nucleare dell’idrogeno tramite il ciclo CNO. Questo fenomeno provoca un’esplosione termonucleare (burst) che tende a ripetersi periodicamente.
La nova ricorrente T Coronae Borealis è attesa produrre una violenta eruzione proprio in questo periodo. Le eruzioni passate sono state registrate nel 1866 e nel 1946, ma vi sono indizi di eventi avvenuti già nel 1787 e persino nel 1217. Mantenendo la periodicità degli ultimi eventi, la nuova esplosione dovrebbe essere imminente. La vicinanza di T Coronae Borealis (circa 3000 anni luce) renderà l’evento di straordinario interesse scientifico, offrendo l’opportunità di condurre studi dettagliati su tutti i fenomeni connessi all’esplosione.
Tra i lavori volti a preparare la comunità scientifica all’evento figura lo studio guidato dall’astrofisico O. Petruk (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo e National Academy of Sciences of Ukraine). Il team ha sviluppato un modello idrodinamico 3D dell’evento per simulare la produzione di neutrini e di raggi gamma. Nello specifico, lo studio analizza sia l’emissione leptonica, indotta da elettroni che emettono per Compton inverso (interazione particella-fotoni) o Bremsstrahlung (interazione particella-nuclei), sia quella adronica, prodotta da collisioni protone-protone.
I ricercatori hanno simulato lo spettro di energia delle particelle accelerate dall’onda d’urto dell’esplosione, testando differenti parametri del sistema, come l’energia dell’esplosione e la densità del disco di accrescimento.
Nelle configurazioni a più alta energia, il modello dimostra che le particelle possono raggiungere energie dell’ordine dei Peta-elettronvolt (1015 eV, ovvero un milione di miliardi di eV). Un ruolo fondamentale è giocato dai frammenti espulsi dall’esplosione (ejecta), che, investiti da un flusso intenso di protoni ad alta energia, diventano essi stessi sorgenti di raggi gamma e neutrini.
A differenza di quanto previsto da uno studio condotto dalla collaborazione IceCube (il telescopio per neutrini al Polo Sud) nel 2025, questo nuovo modello predice un livello di emissione di neutrini sufficientemente elevato da poter essere rivelato dai nostri strumenti.
Lo studio è descritto nell’articolo “Probing the potential high-energy messengers of the anticipated T Coronae Borealis outburst“, pubblicato di recente sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
In figura (clicca qui per visualizzarla interamente): una delle simulazioni 3D prodotte dal modello, che mostra l’evoluzione dell’emissione di raggi gamma in quattro momenti distinti successivi all’esplosione.
