“Siamo polvere di stelle” 5/5_4tcd – Evoluzione stellare: danze turbolente catastrofiche

È in corso la migrazione dei post dal precedente blog; per vedere i post non ancora migrati visita la Presentazione. Grazie.

5/5_4tcd – Turbulence Catastrophic Dances: che l’Universo sia fermo e tranquillo è solo un’illusione anche molto convincente guardando il cielo stellato, in realtà oltre a spazi sconfinati apparentemente “vuoti”, là fuori è tutto vivo dinamico caotico stupefacente

Avvertenze: questo post non ha alcuna pretesa di essere esaustivo sull’argomento, ci mancherebbe! Qui trovi solo una micro selezione di scoperte degli ultimi anni, un collage di contributi di divulgatori, giornalisti scientifici, astronomi, astrofili, quanto basta per cominciare ad avere una vaga idea… ma di esempi ce ne sono ancora a centinaia, per tutti i gusti e i palati più esigenti, fidati! Qui trovi questa selezione e una sintesi di ciascuna scoperta, ma se vuoi approfondire ciascun argomento non hai che da andare negli articoli specifici alla fine del post per capire ancora meglio.

Cosa trovi in questo post 4tcd?

L’Indice di riferimento, per avere un’idea di cosa propone il post, con 2 modalità:
A) puoi proseguire e gustarti la storia tutta d’un fiato
B) puoi cliccare sui singoli capitoli che ti interessano ed essere fiondato direttamente lì senza sforzo alcuno; a questo punto puoi continuare a leggere oppure cliccare sul richiamo all’indice “Ti sei perso?” (che trovi appena sopra ad ogni capitolo) e tornare immediatamente qui per scegliere un altro capitolo, a tuo totale piacimento, sentiti libero di giocare…

5/5_4tcd – Introduzione
* il VUOTO
* Sconfinati immensi spazi “vuoti” e silenziosi…
* Danze in coppia o in gruppo
* Attenzione, non farti ingannare: dinamica dei sistemi binari
* Il nostro enorme Sole… è solo una medio-piccola Nana Gialla
* Astronomia multimessaggero – La nuova Era
* Onde Gravitazionali
…e ora, si aprano le Danze!
Trasformismo ed eclettismo delle Nane Bianche
4 possibili destini + 1 fase intermedia
1. Nana Bianca solitaria in noioso pensionamento PN
int. Nana Bianca in varie occasionali “luci della ribalta” Nòva
2. Nana Bianca che risorge per trasformarsi in Stella di Neutroni SN I
3. “Meglio un giorno da leoni”, la disintegrazione totale! SN Ia
4. Nana Bianca che sopravvive all’esplosione SN Iax – “Zombie”
Nane Bianche e massa critica
La Nòva – fiammata dovuta a fusione nucleare
– La Gigante Rossa che diventa Nana Bianca
– Nòvae classiche
– Nòva Nana
Supernova (SN)? Mica ce n’è una sola!
– SN II: morte di una stella massiccia (oltre 8 M_S)
– SN I: Nana Bianca che collassa in Stella di Neutroni
– SN Ia: Nana Bianca completamente disintegrata!
– SN Iax: la Nana Bianca che sopravvive – “Stella Zombie”
– SN superLuminose SNSLe
– SN a cattura elettronica
– SN a instabilità di coppia pulsazionale – PPI SN
– FBOT – Fast Blue Optical Transients
Bene… continuano le Danze!
Vampirismo cosmico
– Nana Bianca + Subnana calda – “Sistema Nòva”
– Nana Bianca + Gigante Rossa – “Sistema Nòva”
– Nana Bianca + Gigante Rossa – “Nòva Ricorrente e Simbiotica”
– Stella di Neutroni + Gigante Rossa – SyXB – “Sist.Bin.Simbiotico a Raggi X”
– SMBH + stella ordinaria – Binarie a raggi X
– SMBH + Supergigante Blu Variabile – Cygnus-X1 – BH flash
Attenzione: mica i vampiri sono solo Nane Bianche, BH o NS…
– Vampira gigante calda e blu
– “Vagabonde Blu”
Cannibalismo cosmico: stalker e killer
– Pulsar “Redback” + Nana – “Sistema Binario a Eclisse”
– Smbh + Stella di Neutroni
– Pulsar “Redback” + stella ordinaria
– Smbh “Old Faithful” + Gigante
È possibile che una stella inghiotta un BH o una NS?
– Oggetto ultracompatto + stella (Involucro Comune CE)
“Lifting stellare” delle Vagabonde Blu
Anomalìe? Fanno progredire la Ricerca Astronomica
– Coppie di Nane Bianche vicinissime e velocissime – Sist.Bin. Corto Periodo
– Coppie di Nane Bianche di bassa massa – Sist.Bin. Ultra-compatti

– Lb-1 – SMBH Monstre!
– Il Quasar più massiccio e antico – “Pōniuāʻena“
Coppie strane
– Nana Bianca + stella ordinaria più massiccia di lei – Variabili Cataclismiche
– Nane Bianche di massa simile
– Pulsar ultrapesante + Nana ultraleggera – alla distanza Terra-Luna in orbita flash
– Stella ordinaria deformata A GOCCIA da Nana Rossa
Astronomia multimessaggero: fusioni di ultracompatti e onde gravitazionali
– Kilonòva = merging
– Stella di Neutroni + Stella di Neutroni = Kilonòva
– INAF, Istituto Nazionale di Astrofisica – orgoglio italiano !
– Onde gravitazionali anche da coppie miste
Sezione Màgnetar
– Màgnetar + Supergigante – Sistema Binario a Raggi Gamma
– Màgnetar – MAGNETic stAR – campo magnetico senza eguali, ma vita breve
– altre possibilità per far nascere Màgnetar
– AXP – “Anomal X Pulsar” – Màgnetar di classe inferiore
– Terremoto Màgnetar
– Màgnetar esplosa a 50.000 Anni Luce
Scegli: mostro “magnetico” o mostro di oscurità?
– Supergigante + Supergigante – Sistema Binario Super-Compatto
– Oppure, semplicemente, Body Building!
A volte sopravvivono
– Stella di Neutroni + SMBH o Kerr rapido
– Nana Bianca in SN Iax
IMBH invisibili dal profilo basso, clandestini
– IMBH + Stella ordinaria
– IMBH ingoia Stella
Galassie: merger (fusione)
– Smbh + Smbh = “Problema del Parsec Finale” – Quando la distanza conta
– Smbh + Smbh = “Core scouring” – fusione che inaridisce e sterilizza
Quasar doppio
SMBH + SMBH = IMBH
Calcio gravitazionale
– Un bel calcio dall’esplosione! – Cannonball pulsar
– Anche un Buco Nero non è immune da un calcio, che credevi?! – rSmbh
Domande e curiosità
* A volte la danza può essere romantica
* Nane Bianche longeve: orologi ingannevoli
* Ma quanta fame hai!
* Ma i Buchi Neri “quieti o dormienti come li scoprono?
* Parole chiave: “turbolenza” e “Riconnessione magnetica”
* Come possono Buchi Neri e Stelle di Neutroni brillare così intensamente di luce?!
* Centro Galattico prezioso
* Centro di ogni ammasso di galassie! – Smbh e rSmbh
* I Buchi Neri crescono tutti allo stesso modo?
* I più vicini a noi (Cygnus X-1, SMBH in sistema triplo, L’Unicorno, Mrk 231)
Il mostro astronomico più spaventoso di tutti… alla fine può evaporare?!?
Estinzione di massa
Come si fa a non restare…
Dizionario- Legènda
Link utili e ringraziamenti

Ora, prima di passare alle danze vere e proprie, alcune introduzioni su argomenti preliminari che aiutano la comprensione:
– il Vuoto
– dinamica dei sistemi binari
– Astronomia multimessaggero
– onde gravitazionali
– Nane Bianche
– Nòvae
– Supernòvae

4^ tappa, la penultima:

Ah, mettiti pure comodo con le patatine o i popcorn, che qui c’è da divertirsi proprio! Se hai tempo e niente distrazioni puoi leggerlo tutto d’un fiato, ma sappi che è lungo, sembra non finire mai!

Altrimenti, se vuoi andare solo sugli argomenti che ti interessano, basta che clicchi sulle voci relative dell’INDICE cliccabile ed il gioco è fatto! Più comodo di così!

Mentre il telescopio spaziale James Webb (JWSP), partito esattamente il giorno di Natale 25/12/2021, sta proprio in questi giorni viaggiando per raggiungere la sua destinazione nel punto orbitale L2 (Lagrange) e sta lentamente preparandosi a diventare operativo con una sequenza lunghissima e complessa di procedure automatizzate (più di 170!)…

… nell’attesa delle meraviglie che saprà regalarci, io spero di tenerti un po’ di compagnia anche con il mio piccolo ma “sudato” contributo, avvicinandoti un po’ di più agli incredibili oggetti di cui ti racconto.

Ricordi il messaggio che ho evidenziato nel precedente post, 5/5_3dt?

L’Universo TUTTO… è VIVO!
anche se sembra generalmente
silenzioso, immobile e vuoto!

Ti presento il VUOTO: estraneo e spietato Killer, al di là della rassicurante bassa Troposfera!

Come già avrai capito, lo spazio là fuori è un ambiente completamente diverso ed estremo rispetto a quanto siamo abituati qui sulla Terra: dovresti spingerti nelle zone più estreme del nostro pianeta per avere un’idea più realistica di quanto sia del tutto estraneo al nostro modo di vivere (deserti aridi, fondali oceanici, altezze vertiginose, zone ghiacciate…), e tuttavia proprio non basterebbe…

…non basterebbe, soprattutto perché devi considerare queste caratteristiche che cambiano completamente le carte in gioco e che sono oggetto di studio e ricerca da sempre:

• niente atmosfera
  l’aria da respirare che ci è tanto preziosa e che diamo tanto per scontata quotidianamente (con la rarefazione dei gas sempre più significativa, là fuori trovi solo atomi lontanissimi tra loro, inservibili per noi).
  In 15 secondi, nel vuoto senza ossigeno, si ha la perdita di conoscenza.
  Non provare neanche a trattenere l’aria perché questo danneggerebbe i polmoni! Purtroppo là fuori non esiste niente da respirare!

• pressione killer
  che nel giro di 30 secondi provoca il collasso cardiocircolatorio e una morte atroce:
  – ti fa bollire il sangue nelle vene provocando ictus e collasso (il fenomeno si chiama Ebullismo)
  – bolle ed evapora tutta l’acqua che hai in corpo, la saliva in bocca, la lingua, facendo “micro-esplodere” le parti esposte e non protette dalla pelle elastica (cioè i capillari di occhi, naso, orecchie)
  – fuoriesce l’aria da tutti gli orifizi, dai polmoni via bocca e naso, dalle orecchie, dall’ano… mentre gli organi interni pieni d’aria si espandono fino alla rottura (seni, polmoni, stomaco, intestino…)
  – l’azoto (N) disciolto nel flusso sanguigno vicino alla superficie della pelle si raccoglie in piccole bolle e queste bolle espandendosi fanno gonfiare il corpo anche fino al doppio

Pressione sanguigna: lo sapevi?
Notabene: se tu non lo sapessi, l’atmosfera terrestre in ogni istante preme addosso al tuo corpo da ogni direzione con un peso pari ad una colonna d’acqua, tieniti forte, di ben 10 metri! Non scherzo!
Per compensare tale forza senza esserne schiacciati, il cuore si è adattato a pompare sangue alla pressione di 1 atmosfera!
Puoi quindi facilmente immaginare cosa succede se improvvisamente, come nel vuoto in microgravità, la pressione esterna si annulla…

• temperature estreme
  quelle record registrate sul nostro pianeta, in superficie e nell’aria appena sopra il terreno, cioè:
  – 89° C (= – 128° F) a Vostok in Antartide e
  + 56° C (=132,8° F) nella “Valle della morte” in California
  non sono niente in confronto a quelle presenti nello spazio siderale:
  – 270,15° C (= – 454,27° F, +3 K, temperatura base, radiazione cosmica di Fondo)
  + fino ad oltre il milione di K (Corone stellari, lasciando perdere i dintorni di una Supernova…)
  
  Tuttavia in un ambiente rarefatto esse non corrispondono a quanto immagini poiché è la densità degli atomi a fare la differenza, nello spazio diventando “temperatura cinetica“.
  Per farti un esempio comprensibile, se ti dico che in termosfera, tra i 100 e i 400 km di quota, la temperatura può arrivare fino a 1.000° C tu ti immagini un inferno di fuoco, ma se guardi il cielo è evidente che la realtà non è questa, e il segreto sta proprio nella rarefazione dei gas. Temperatura “cinetica” quindi significa la temperatura che corrisponderebbe portando quel contesto fino alla superficie. Senza la protezione dell’atmosfera, nello spazio succede che la luce del Sole (radiazione elettromagnetica) fa una differenza abissale: senza adeguate protezioni, laddove ne sei colpito la tua temperatura può salire oltre i 150° C (302° F, 423 K), mentre al contrario in completa ombra la temperatura crolla oltre i -150° C (-238° F, 123 K).

In ogni caso è più probabile morire congelati in quanto l’acqua del tuo corpo è un pessimo conduttore di calore, possiede un’alta capacità termica, sottrae calore in misura molto superiore di quanto non faccia l’aria. L’acqua in corpo diventa la tua peggior nemica!

Ti ricordo che il trasporto di calore avviene sulla Terra per conduzione (contatto tra due corpi) e per convezione (nei liquidi), sistemi che hanno bisogno di materia per verificarsi, quindi contatto tra gli scambiatori e mezzo per propagarsi.
Al contrario nel vuoto avviene solo per irraggiamento (emissioni di radiazioni).

• radiazioni cosmiche e solari micidiali
  tali radiazioni non provocano danni immediatamente, ma dopo pochi minuti, infatti arrivano ad ucciderti prima la mancanza di pressione e di ossigeno

• microgravità
  subisci sempre la gravità di un qualche oggetto astronomico, nel nostro caso la Terra oppure una luna o un altro pianeta, tutti intorno alla stella di riferimento, ma quando sei in orbita oppure nel vuoto dello Spazio sperimenti la microgravità, dove la tua forza peso diminuisce (non è mai 0 spaccato) mentre la massa rimane costante, la stessa forza peso in base al quale il nostro corpo si è evoluto e adattato sul nostro magnifico pianeta.

Così, fluttuando, subisci lo stesso effetto che colpisce tutti i corpi nel vuoto, e tutte le conseguenze deleterie sul tuo organismo, che aumentano quanto più a lungo è la permanenza in questo stato e richiedono costante attività fisica per essere contrastate – atrofizzazione dei muscoli, diminuzione della massa ossea, deterioramento della vista e alterazione della flora batterica intestinale (per non parlare degli aspetti psicologici e sociali)

La Base Spaziale Internazionale, i suoi occupanti e tutti i satelliti in orbita (compreso il lontanissimo Webb che a fine gennaio 2021 si è posizionato nel punto L2) sono in realtà “in caduta libera” e un corpo che cade è come fosse privo di peso. Nel vuoto, la gravità fa sì che tutti gli oggetti cadano alla stessa velocità, la massa dell’oggetto non importa.

“Che cos’è la Microgravità?“, Nasa

Tutto questo è, ovviamente, per la maggior parte di noi comuni mortali assolutamente incomprensibile, poiché qui tutto è veicolato da pressione e densità terrestri in troposfera: colori, aria, temperatura, odori, sapori, suoni, salute!

Nel precedente post ti ho presentato la fine delle stelle massicce e gli oggetti ultracompatti che ne derivano, insieme alle loro caratteristiche principali davvero uniche! Ma come avrai già ormai capito, non è mica tutto qui, anzi! Inoltre non è neanche tutto così lineare come potrebbe sembrare!

In realtà, come ti ho anticipato l’ultima volta, l’Universo TUTTO è:

• dinamismo
• caos
• potenza
• prepotenza (vedi cannibalismo e vampirismo cosmici)
• competizione
• esibizione di potere
• grande talento in trasformismo ed illusionismo
• grande variabilità ed eclettismo in manifestazioni ed espressioni

Sconfinati immensi spazi “vuoti” e silenziosi,
e poi zone turbolente e infernali

Attenzione, non fraintendermi, non voglio dire che dappertutto avvengono eventi catastrofici e di potenza inaudita…

… in effetti nello sconfinato Universo, la maggior parte delle stelle nasce e trascorre la propria vita nel “mezzo interstellare”, un ambiente tranquillo e relativamente vuoto.

Anche quando due stelle danzano insieme in un Sistema binario, la vita è piuttosto tranquilla (fatta eccezione per il momento in cui litigano quando una delle due inizia a fare la prepotente). In seguito all’evento tutto torna tranquillo, se escludi il fatto che la vita prosegue in forme del tutto diverse, disintegrazione totale in polvere di gas oppure trasformazione in oggetti ultracompatti destinati poi ad altri percorsi o ad un altro finale catastrofico…

In ogni caso è proprio in quegli eventi isolati di potenza inaudita che avvengono gli scambi più fecondi e prolifici del Cosmo, le più importanti trasformazioni.

Corso di Astronomia, Lezione 4: l’Universo violento, Daniele Gasparri

Danze in coppia o in gruppo

Ti ho anche anticipato che le interazioni che ho chiamato con licenza poetica “danze turbolente catastrofiche”, avvengono nella maggior parte dei casi in sistemi multipli con 2, 3, 4, 5 o addirittura 6 oggetti astronomici coinvolti, che orbitano un comune centro di massa che è il baricentro del sistema. Qui tuttavia presenterò praticamente quasi solo sistemi binari, quindi tra 2 oggetti.

Attenzione, non farti ingannare: la dinamica dei Sistemi Binari è tutt’altro che semplice o scontata!

Infatti Sistema binario non significa “semplice gioco a due”, può invece essere assai complesso, e una variabile importante è la distanza a cui orbitano i due oggetti (come vedrai anche nella sezione “condivisione dell’involucro comune CEE“), ecco 2 esempi estremi:

1. Due residui stellari ultracompatti che continuano ad evolvere prima di scontrarsi

• due stelle di neutroni (residui ultracompatti della morte di stelle massicce, che risultano avere un diametro medio di circa 20 km!) in sistema binario non scoppiano contemporaneamente, insieme, bensì prima una segue la sua evoluzione ed ha qualche burst (esplosione, accensione termonucleare con aumento temporaneo di luminosità), poi succede all’altra a forza di cessione di materiale e così via…

2. Due stelle massicce che non arrivano ad evolvere prima di fondersi

• le due stelle molto massicce (38 e 32 M_S) del “Sistema Binario stretto ad Eclissi” MY Camelopardalis (MY Cam), che viste da Terra vengono eclissate dai reciproci transiti a causa della disposizione del piano orbitale, entrambe in Sequenza Principale, orbitano molto vicine tra loro (un periodo in meno di 1,2 giorni). Non solo probabilmente si sono originate come sono oggi, quasi a contatto, ma oltretutto il destino sarà il merging, cioè la loro fusione prima che abbiano il tempo di seguire la propria evoluzione, e da tale fusione si formerà un singolo oggetto con una massa superiore a 60 M_S

• a volte le anomalie riscontrate potrebbero essere causate da un terzo elemento difficile da riconoscere, ad esempio una Stella di Neutroni in mezzo a due Buchi Neri (Sistema Ternario)

Alessandro Drago “Le stelle di Neutroni dalla nascita alla morte”, conferenza
MY Cam, l’inizio di un merging stellare, di Corrado Ruscica

Il nostro enorme Sole…
è solo una medio-piccola Nana gialla

Il nostro Sole, come ti ho anticipato, è uno spettacolo raro nella Via Lattea!

È una stella di tipo G (Nana gialla, la terza stella da sinistra) che vive circa 10 miliardi di anni, e le stelle di tipo G costituiscono solo il 7% delle stelle della Via Lattea.

Al contrario circa il 75% delle stelle nella nostra galassia è di tipo M (Nane rosse), che sono minuscole, fredde (“fredde” rispetto alle temperature stellari…) e vivono in Sequenza Principale per circa 80-100 miliardi di anni!
Comprendi che quindi nessuna di loro può avere avuto il tempo di spegnersi completamente, avendo l’Universo “solo” 13,7 miliardi di anni… è proprio tutto relativo!

Astronomia Multimessaggero
La nuova Èra
dell’osservazione astronomica

Istantaneo accenno fondamentale, visto che le recenti scoperte hanno rivoluzionato i metodi di indagine in Astronomia, consentendo di rivelare oggi eventi che una volta sarebbe stato impossibile registrare. Nel sottocapitolo Kilonova-merging, una istantanea cronistoria delle scoperte.

Si chiama “multimessaggero” ed è la nuova frontiera dell’Astronomia moderna, perché sfrutta non più soltanto le informazioni derivanti dai fotoni nelle varie lunghezze d’onda e dai neutrini, ma unisce la nuova conquista della conferma empirica delle onde gravitazionali teorizzate da Einstein.
I messaggeri così diventano 4, e da qui il “multi”:
1) raggi cosmici
2) fotoni
3) neutrini
4) onde gravitazionali

• i raggi cosmici, essendo per la maggior parte protoni (carichi positivamente) a bassa energia, vengono deflessi dai campi magnetici galattici ed extragalattici e perdono l’informazione circa la sorgente emittente (a differenza di fotoni e neutrini, che sono particelle neutre e quindi non vengono deflessi dai campi magnetici, conservando così le informazioni sulla posizione della sorgente che li ha emessi)

Essendo la maggior parte a bassa energia, la loro direzione originaria viene modificata (figura 1 traiettoria 1) e per questo motivo non possiamo capire da dove essi hanno origine, se non forse alle energie più elevate, dato che la deflessione decresce al crescere dell’energia (figura 1 traiettoria 2)

• i fotoni poi forniscono informazioni sui diversi processi fisici che li producono

• mentre i neutrini interagiscono debolmente con la materia e possono raggiungerci fin dalle remote profondità del Cosmo, recando informazioni su sorgenti lontanissime e sui potenti meccanismi di accelerazione delle particelle

• infine le onde gravitazionali (dal 2015 la nuova frontiera dell’astrofisica) consentono di studiare le caratteristiche delle fusioni di oggetti ultracompatti (stelle di neutroni e/o buchi neri) anche lontanissimi. Viaggiano alla velocità della luce e arrivano a noi dalle profondità del Cosmo molto deboli, ma registrabili dai moderni strumenti tecnologici ultrasofisticati

Outreach Cosmic Ray Activities, InfnOcra
Raggi Cosmici, INFN Laboratori del Gran Sasso

Onde Gravitazionali

Vengono definite “increspature” nell’invisibile tessuto dell’Universo detto “Spazio-Tempo“.

Ogni corpo astronomico con una certa “massa” (che qui sulla Terra chiamiamo peso, a causa della forza di Gravità terrestre che ci tiene saldamente ancoràti a terra) provoca una depressione o deformazione in questo tessuto, che è elastico proprio come un trampolino di quelli che usano bambini e grandi al parco per fare decine di salti e acrobazie – quelli più bravi. (Attenzione però, non pensare al termine “elastico” nel senso della capacità di “rimbalzare”, quanto nel senso della “deformazione elastica” che viene prodotta).

Così, nel nostro Sistema Solare, il Sole provoca questa deformazione, e di conseguenza tutti i pianeti del Sistema Solare (ma anche asteroidi, comete e polveri compresi) sono costretti ad orbitarvi intorno un po’ come fanno, in micro, delle biglie se lanciate vicino ad una palla da bowling appoggiata al centro di una rete elastica.

Utilizzo qui questo paragone molto usato (rete elastica, palla da bowling, biglie) che facilita la comprensione immediata, anche se devo avvisarti che risulta fin troppo semplicistico mentre la realtà è assai più complessa ed affascinante, per questo se vuoi approfondire più tecnicamente l’argomento Gravità ti suggerisco una bella serie di post di Michele Diodati, di sicuro impegnativa ma anche meritevole, “Ma la gravità è davvero un telo deformato dalle biglie?” dal blog Spazio Tempo Luce Energia.

Mentre le biglie cadono quasi subito addosso alla palla, dopo aver descritto qualche forma che assomiglia ad un’orbita, su scala planetaria invece succede che il movimento prosegue per decine, centinaia, migliaia o milioni di anni… a seconda di tante variabili.
– Poi, come sai, ciò accade anche nel singolo caso di ogni pianeta o pianeta nano, che ha la compagnia di una o più Lune ad orbitarvi attorno
– Inoltre tutto questo, come sai, mentre Sole, pianeti e Lune sfrecciano a tutta velocità nello spazio

Quando un corpo celeste accelera nel seguire queste orbite, ecco che crea delle deformazioni nello spazio, le nostre onde gravitazionali.

Ora, tutti i corpi con massa in movimento producono increspature, d’accordo, tuttavia queste sono infinitesimali perché la Gravità da sola è una forza debole.

Questo è il punto che è importante evidenziare: solo i corpi celesti molto massicci producono onde gravitazionali rilevabili da così grandi distanze.

Quando arriva una di queste onde, provoca una contrazione/restringimento e una dilatazione/allargamento dello spazio, esattamente come succede quando arriva un’onda mentre sei in acqua: prima ti alza (comprime) e poi ti abbassa (dilata) rispetto al livello normale in cui sei. Però l’onda tu riesci a vederla e ti fai un’idea approssimativa di quanto sia stata alta.

Il problema con le onde gravitazionali è sempre stato ottenere misure precise di queste differenze o distanze, potendole anche isolare dai rumori di fondo sempre presenti. Per avere un’idea più realistica dei valori di cui stiamo parlando, questi i due esempi riportati dall’autore dell’articolo:

• sarebbe come valutare se una rotaia lunga mille miliardi di miliardi di metri si sia accorciata o espansa di 5 millimetri
• se un’onda gravitazionale di notevole portata attraversasse la Terra farebbe restringere e allargare il diametro del nostro pianeta di appena 10 nanometri (dieci miliardesimi di metro), se non di meno

cosa sono le onde gravitazionali, Emanuele Menietti per “Il Post”

…e ora, si aprano le Danze!

Brevissima sintetica Legènda promemoria

• M_S = masse solari
• MS = Main Sequence, Sequenza Principale
• SN = Supernòva
• NS = Stella di Neutroni
• Nòvae = dal latino, plurale di “Nòva”, si legge “nove”
• PN = Nebulosa Planetaria, costituita da nebulosa e Nana Bianca se presente
• Supernòvae = idem, si legge “Supernòve”
• SN II = Supernòva Due (collasso nucleo stella massiccia)
• SN I = Supernòva Uno (nana bianca collassa in stella di neutroni)
• SMBH = Stellar Mass Black Hole (buco nero di massa stellare)
• IMBH = Intermediate Mass Black Hole (buco nero di massa intermedia)
• Smbh = Supermassive Black Hole (buco nero supermassiccio)
• WD = Nana Bianca

Ti sei già perso? Non preoccuparti, ti trovi qui – oppure torna subito all’Indice

Le Nane Bianche sono davvero in pensionamento, finite?
Figurati!

Trasformismo ed eclettismo delle Nane Bianche
4 possibili destini + 1 fase intermedia

Quattro sono i possibili destini di una Nana Bianca, di cui il primo, descritto nel precedente capitolo, riguarda la Nana solitaria:

La Nana Bianca che non fa più parlare di sé… (finché resta solitaria)

1. Nana Bianca solitaria in noioso pensionamento – Nebulosa Planetaria

Ricordi, ne ho parlato nel post precedente (3_dt), una stella solitaria come il Sole si avvia verso la fine del suo ciclo vitale, circa 10 miliardi di anni in Sequenza Principale, diventando Gigante Rossa e poi collassando in Nana Bianca mentre nello spazio si espandono gli strati esterni in una Nebulosa Planetaria.

In questo caso, essendo da solo (meno della metà delle Nane Bianche sono solitarie), il nostro astro va in pensionamento tranquillo, senza traumi, se non consideri la “Nòva” prodotta nel momento in cui si trasforma in Nana Bianca.

La Nana Bianca “Vip” che più volte torna sotto i riflettori

Fase Intermedia: Nana Bianca in varie occasionali “luci della ribalta” – Nòva

Una Nana Bianca, come hai ormai imparato, pur essendo piccola più o meno come la Terra ha un’elevata forza di gravità (maggiore di quella dell’intero e per noi gigantesco Sole) ed emette ancora un intenso calore, a causa della contrazione della massa del nucleo della stella originaria in un corpo molto più piccolo.

Per questo motivo, se viene investita dagli strati esterni di idrogeno H di una compagna, può dare luogo varie volte a “Nòva“, improvviso aumento di luminosità dovuto ad innesco di fusione nucleare.

Dopo il burst iniziale, la luminosità di una Nòva cala rapidamente, in pochi giorni (mentre normalmente quella di una SN dura quasi 3,5 mesi, in media 100 gg).

La Nana Bianca “Regina del trasformismo” che stupisce con l’impossibile

2. Nana Bianca che risorge per trasformarsi in Stella di Neutroni – SN I (Supernòva Uno)

In rari casi, la Nana Bianca è già vicina al limite di Chandrasekhar (ricordi?), quindi è molto massiccia, e se riesce a vampirizzare e risucchiare abbastanza materiale dalla compagna Gigante, collassa in una stella di Neutroni con violenza, rilasciando un’enorme esplosione di radiazioni.

Questo tipo di esplosione ha una caratteristica sequenza di brillamento e declino, che rilascia sempre la stessa quantità di energia, visto che si genera quando la Nana Bianca supera quel preciso limite di massa, ragion per cui:

devono avere TUTTE la stessa luminosità!

Diventano quindi uno strumento prezioso per determinare le distanze galattiche e sono definite per questo motivo “candele cosmiche standard“.

Per aiutarti nella comprensione ti ricordo la comparazione delle dimensioni di questi oggetti:

Qui inoltre in dettaglio ogni singola comparazione, partendo da una Gigante Rossa, e alla fine “compare” anche un Buco Nero.

• fabbrica modesta ma dai risultati stupefacenti!

Nane Bianche vive e vegete, Astronomia, Francesca Diodati

La Nana Bianca impavida “Braveheart“

3. “Meglio un giorno da leoni”, la disintegrazione totale! – SN Ia (Supernòva Uno A)

Se il materiale che la Nana Bianca riceve dalla compagna le fa superare il limite di 1,44 M_S (Chandrasekhar, in realtà anche prima di quel valore), la pressione degli elettroni degeneri non è più sufficiente e avviene un brevissimo collasso, in pochi secondi, con una violenta esplosione in Supernòva e la completa disintegrazione della stella Nana (sempre caratteristica di “candele standard”).

Qui sopra, una famosissima Supernòva di questo tipo è il Resto di Supernova Keplero, del 1604: una Nana Bianca in sistema binario con una stella simil-Sole, che ha accumulato così tanto materiale dalla compagna, da superare il limite ed esplodere disintegrandosi completamente.

Due dati pazzeschi su questa Supernòva:

• restò visibile a occhio nudo, tieniti forte, per 18 mesi e mezzo, vale a dire oltre un anno e mezzo (alla faccia della media dei 100 giorni)!

• i Resti che vedi nella splendida immagine composita viaggiano tutt’ora a oltre 37 milioni di km orari, altro che dipinto immobile! Tu non hai idea della velocità di quei colori…

417 anni fa apparve l’ultima supernova visibile a occhio nudo nella via lattea, CHPDB

Qui una comoda infografica in italiano e in inglese sulla dinamica di formazione di questo tipo di Supernòva, ma per quanto riguarda l’evoluzione dell’Involucro Comune (CEE) troverai una descrizione dedicata più avanti nel post. Tieni conto che tra il terz’ultimo e il penultimo riquadro in basso a sinistra, quando la Nana Bianca sta vampirizzando la Gigante rossa, si verificano diversi episodi di Nòva.

La Nana Bianca “Zombie”

4. Nana Bianca che sopravvive all’esplosione – SN Iax (Uno AX) – “Stella Zombie“

Come spiego poco più avanti nel capitolo relativo al tipo di SN, in questo caso la Nana Bianca riesce a sopravvivere pur venendo espulsa a gran velocità (vedi “calcio gravitazionale” verso la fine) e viene per questo chiamata stella “zombie”.

Nane Bianche e massa critica

Per quanto riguarda le Nane Bianche, ci sono 2 possibili canali attraverso cui un sistema di due stelle (binario), la più massiccia delle quali è appunto una Nana Bianca, raggiunge la massa critica:

• “degenerazione doppia” – la compagna della Nana Bianca è un’altra stella compatta, e la fusione dei due oggetti provoca l’esplosione

• “degenerazione singola” – la Nana Bianca accresce massa da una stella compagna fino al limite di innesco dell’esplosione termonucleare, che investe poi entrambe le stelle

La goccia che fa traboccare la Supernova, di Valentina Guglielmo per MediaInaf

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La Nòva
fiammata dovuta a fusione nucleare

Le “Novae” (si legge “nove”, dal latino) sono fenomeni esplosivi che avvengono nei Sistemi stellari Binari in cui una delle stelle è una Nana Bianca. Dopo l’esplosione la Nana Bianca torna più o meno come prima. Possono avvenire più volte questi inneschi e possono passare anche mesi o anni tra un innesco e l’altro.

La fiammata del declino della Gigante

La Gigante Rossa che diventa Nana Bianca

Te ne ho solo accennato nel post 2_mss perché non volevo mettere troppa carne al fuoco, e già ce n’era parecchia! Quando una stella come il Sole si gonfia in Gigante Rossa per poi evolvere in Nana Bianca, ti avevo detto che la transizione avveniva in modo “tranquillo”, non certo come succede per le stelle massicce (Supernova). In realtà anche questa stella ha una fase in cui emette una forte luminosità (flash dell’Elio) e si parla di Nòva, ma in questo caso l’accensione non è dovuta al materiale ricevuto da una compagna, bensì alla propria personale evoluzione…

La Nana Bianca che si accende vampirizzando la compagna

Nòvae classiche

Si legge “nove”, dal latino

Sembravano, alle prime osservazioni, “stelle nuove”; in realtà sono temporanee potenti esplosioni, che durano poche settimane, dovute all’innesco di fusioni nucleari causato dall’interazione della Nana Bianca con il materiale della stella / delle stelle compagne.

Le stelle all’origine del Litio, Bubbi

• l’innesco delle reazioni termonucleari che fanno esplodere gli strati esterni della Nana Bianca producendo la Nòva, provoca un aumento della luminosità fino a 100.000 volte superiore

• questi bagliori intensi avvengono circa 50 volte ogni anno!

• una parte delle Novae classiche evolve fino a che la Nana Bianca non esplode definitivamente come SN Ia, con una luminosità superiore a quella di un’intera galassia e visibile a milioni di anni luce di distanza

La Nana Bianca che vampirizza la Nana Bruna

Nòva Nana

Quando una Nana Bianca vampirizza una Nana Bruna (come ricorderai dal post 1_ob, stella “mancata”), con improvviso bagliore folgorante emesso, l’eruzione prende il nome di “Nòva Nana” appunto. Considera che possono passare anni o addirittura decenni tra un’eruzione e l’altra, non è qualcosa che succede una volta sola e finisce in poco tempo.

l’ingordigia di una stella vampiro, Bubbi
la star di Vampire scatena una brillante super-esplosione, Doris Ellin Urrutia, Space.com

• È un sistema che diventa ben 1.600 volte più brillante in 1 solo giorno! (super outburst)

• La temperatura passa da 2.700/5.300 °C a 9.700/11.700 °C

• Sono stati individuati solo 100 Sistemi di Nova Nana

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Supernòva (SN)?
Mica ce n’è una sola!

SN II (Supernòva Due)
morte di una stella massiccia (oltre 8 M_S) –
“Core Collapse”

Vi ho dedicato tutto il post precedente, 3_dt, puoi andare a farti scorpacciata. Ricorda solo che questo tipo di Supernòva, che ha come protagonista una stella massiccia oltre le 8 M_S (masse solari), produce due Resti, detti appunto “Resti di Supernova“, in base alla M_i (massa iniziale), che sono oggetti ultracompatti pazzeschi, di cui ho parlato: stella di Neutroni e Buco Nero.

Eccoti SN 1987A, la prima Supernòva osservata dall’invenzione del telescopio!
Inoltre la prima occasione in cui neutrini emessi da una SN sono stati osservati direttamente (nei modelli teorici la maggior parte dell’energia del collasso viene dispersa nello spazio sotto forma appunto di neutrini).
Precursore o progenitore della SN 1987A è stata una Supergigante Blu, Sanduleak -69° 202a (Sk-69 202), Variabile S Doradus (queste sono esplosioni tipiche di stelle blu supermassicce variabili di tipo LBV) nei pressi della Nebulosa Tarantola, nella Grande Nube di Magellano, stella probabilmente di 20 M_S

Nel dettaglio qui sotto spicca evidente l’anello con dozzine di punti luminosi: largo circa un anno luce, è stato probabilmente emesso dalla stella circa 20.000 anni prima che esplodesse e ora un’onda d’urto di materiale, liberata dall’esplosione stellare, sta colpendo le regioni lungo le aree interne dell’anello, riscaldandole e facendole risplendere in questo quadretto assolutamente spettacolare. I dati ALMA (in rosso) mostrano la polvere appena formata al centro del residuo, mentre i dati di Hubble (in verde) e Chandra (in blu) mostrano l’onda d’urto in espansione.

• in un tempo da una settimana a qualche mese (la media è di 100 giorni) la colossale esplosione emette tanta energia quanto il Sole in miliardi di anni; inoltre in 15 secondi la temperatura raggiunge i 100 miliardi di kelvin!

• espelle il materiale a 30.000 km/s, vale a dire il 10% della velocità della luce, raggiungendo una luminosità pari a 5 miliardi di stelle come il Sole

Nonostante la potenza di questi eventi sia così apocalittica, e nonostante la per noi formidabile ed imbattibile velocità della luce, infine nonostante i migliori e più potenti telescopi mai costruiti, possiamo vedere appena un bagliore o tutt’al più una grande luminosità come una brillante stella e niente altro, a causa della enorme inconcepibile distanza alla quale avvengono… questo è il grande potere illusionistico della vastità cosmica!

SN I (Supernòva Uno)
Nana Bianca che collassa in Stella di Neutroni – “Termonucleare”

Ecco qui un esempio del trasformismo di cui accennavo all’inizio: la Nana Bianca può addirittura collassare a Stella di Neutroni, pur non provenendo in origine da una stella massiccia!

In rari casi, la Nana Bianca è già vicina al limite di Chandrasekhar e se riesce a vampirizzare sufficiente materiale dalla stella compagna, collassa in stella di neutroni con violenza, rilasciando enorme esplosione di radiazioni.

Tali esplosioni hanno una caratteristica sequenza di brillamento e declino, che rilascia sempre la stessa quantità di energia, visto che il limite critico è sempre lo stesso: diventano quindi uno strumento prezioso per determinare le distanze galattiche, e sono dette per questo Candele Standard.

Ofiuco riaccesa, Inaf

SN Ia (Supernòva Uno a)
Nana Bianca completamente disintegrata!

Vista prima al punto 3, ne trovi anche un esempio qui sotto nelle SNSL Supernovae SuperLuminose. Utilizzate come Candele Standard per misurare le distanze cosmologiche e studiare l’espansione dell’Universo

A proposito, per noi italiani distinguere il significato della sigla “Ia” è facile: la “a” puoi immaginarla infatti per “addio”, la stella è esplosa e non resta più niente...

A questo proposito ti devo segnalare che una bellissima immagine che ti ho presentato nel capitolo precedente tra le Supernovae riguarda proprio questo caso! Te la ricordi, la SN 1994D? Quindi ora guardandola sai che si tratta della disintegrazione totale di una Nana Bianca!

SN 1572 Ia è la strepitosa immagine del Resto di Supernova di Tycho presentata nell’episodio precedente!

Qui sotto hai un video del telescopio spaziale Hubble: nota come procedendo nello zoom non risulta sempre più sfocato bensì nitido, Hubble è un telescopio potente e sofisticato! A zoom effettuato, la SN 2018gv compare improvvisamente sulla sinistra e ciò che vedi è un rapido video time-lapse in dissolvenza aggiunto, frutto delle foto consecutive scattate dal 2018 al 2019 (manca solo l’esplosione iniziale nel gennaio 2018 che Hubble non ha registrato). Al suo apice, la stella che esplodeva era luminosa come 5 miliardi di Soli.

SN Iax (Supernòva Uno ax)
Nana Bianca che sopravvive
“Stella Zombie”

Scoperte nel 2013, essendo esplosioni meno potenti rispetto alle SN tradizionali, questi eventi rari producono elementi diversi poiché le reazioni termonucleari viaggiano più lentamente attraverso la stella. Le deflagrazioni sono infatti sufficientemente deboli da consentire alla Nana Bianca di sopravvivere e non essere totalmente distrutta, potrebbe addirittura venire anche espulsa ad alta velocità (vedi “calcio gravitazionale“).

Un esempio di questo tipo particolare di SN è Sagittarius A East (SgrAEast), un Resto di Supernòva molto vicino, ovviamente in termini cosmici, al Buco Nero Supermassiccio al centro della Via Lattea, Sagittarius A*, che ha visto coinvolta una Nana Bianca piccola e densa e probabilmente interagisce con il disco di materiale che circonda il Buco Nero: potrebbe addirittura trattarsi della Sn di tipo Iax più vicina alla Terra mai scoperta!

Un altro esempio di questa classe di Supernòvae è SN 1181, conosciuta come “Chinese Guest Star”, permettimi una brevissima presentazione dell’affascinante scoperta: le cronache cinesi del tempo, appunto 1.181 d.C., riportano la comparsa improvvisa di una “stella ospite”, luminosa come Saturno, che brillò in cielo nella costellazione di Cassiopea per 185 notti, cioè 6 mesi! Poi non se ne seppe più niente, più alcuna traccia fino al 2020.

Un team internazionale di astronomi guidato dall’università di Hong Kong (A. Ritter e Q. Parker) ha finalmente scoperto la nebulosa Pa 30 in rapida espansione, ben 1.100 km/sec. e identificato una stella estremamente calda di Wolf Rayet (WR) detta Stella di Parker (J005311 / IRAS 00500+6713), che si crede sia la “stella Zombie” sopravvissuta all’esplosione in seguito alla fusione in un sistema binario di due Nane bianche ultradense.

Stella Zombie

È così stato annunciato a dicembre 2020, un anno fa quindi, un nuovo tipo di stella, un oggetto super-Chandrasekhar con una massa ≳ 1,5 M_S, chiamato J005311: nuovo tipo di sorgente di raggi X, presenta velocità del vento da record e grandi quantità di Neon, Magnesio, Silicio e Zolfo. Altamente instabile, troppo massiccia per rimanere una Nana Bianca, si prevede collasserà a sua volta in una stella di neutroni entro diecimila anni.

Ora gli astronomi possono studiare, caso raro, sia la nebulosa residua che la stella zombie.

• questo tipo di Supernovae avvengono con frequenza di 1/3 rispetto alle SN Ia
• le stelle WR sono le più calde e luminose esistenti raggiungendo temperature da 20.000 fino a 210.000 kelvin!

rara esplosione stellare, Bubbi
Sn 1181, mistero risolto dopo otto secoli e mezzo, Laura Leonardi per MediaInaf

SNSLe (Supernòvae SuperLuminous)
SuperLuminose

Si legge “supernòve”, dal latino

Da 10 fino a 100 volte più luminose delle Supernòvae standard (“standard” si riferisce alle classiche Supernovae, perché ovviamente per tali esplosioni, davvero enormi, l’aggettivo “standard” sembra davvero fuori posto…), sono eventi transitori, rari e brillanti. Al momento, secondo la ricerca astronomica, esistono vari contesti in cui si possono manifestare:

• collasso del nucleo in stelle particolarmente massicce
• màgnetar a millisecondi (stelle di neutroni rotanti eccezionalmente magnetiche)
• interazione con materiale circumstellare (CSM)
• Supernovae a instabilità di coppia

Qui porto l’esempio della SN 2006gy (nella galassia NGC 126O a 238 milioni di anni luce), un Sistema Binario composto da Nana Bianca e Gigante Rossa che da luogo ad una SN Ia: la Nana “kamikàze” è stata inghiottita dalla Gigante ed è esplosa nella collisione con il suo nucleo (ricorda l’evoluzione dell’involucro comune che ti spiego più avanti), ma non è finita qui!

La superluminosità è stata infatti prodotta dall’interazione dell’onda d’urto della SN con il denso guscio di materiale circumstellare (in pratica gli strati esterni della stella morente) che la Gigante Rossa aveva espulso 100 anni prima, da non credere!

una nana bianca dietro la supernova da record, le scienze

SN a cattura elettronica

Questo nuovo tipo di Supernova si colloca tra le SN II (Core Collapse) e le SN I (termonucleari), poiché la stella non è né abbastanza massiccia da vivere un po’ più a lungo (producendo nucleosintesi di elementi più pesanti), né abbastanza leggera da evitare il collasso del nucleo (diventando Nana bianca con i suoi vari destini).

Le stelle progenitrici hanno massa ben definita, tra 8 e 10 M_S, e si trovano nel ramo super-asintotico delle Giganti (Sagb), dove viene prodotto un nucleo degenere di Mg Ne e O (se non ricordi le sigle degli elementi vai qui). Proprio i protoni di Mg e Ne sono i responsabili di questo nuovo tipo scoperto di SN, in quanto catturano alcuni degli elettroni che sostengono la pressione di radiazione (quella che contrasta il collasso gravitazionale) e così facendo facilitano il collasso innescando l’esplosione finale.

Se si verificano le condizioni giuste di densità, la stella esplode in questa SN, e per riconoscerne il tipo esistono 6 indicatori:

• un progenitore Sagb
• le stelle Sagb hanno una forte perdita di massa pre-Supernòva (che rimarrebbe nei paraggi e avrebbe una composizione chimica riconoscibile)
• una composizione chimica stellare insolita
• un’esplosione debole
• poca radioattività
• e un nucleo ricco di neutroni

Quando però avviene l’esplosione, il materiale della SN si scontra con la nube di gas persa dalla stella progenitrice, provocando un notevole eccesso di luminosità.
È stata scoperta la SN 2018zd nel 2018 nella galassia Ngc 2146 a 31 milioni di anni luce, e ora si rivaluta la famosissima Nebulosa del Granchio (SN1054 che ti ho anticipato nel post precedente) altro famosissimo Resto di Supernova che rientra in questa tipologia.

Osservato un nuovo tipo di supernova, di Valentina Guglielmo per Inaf

PPI SN (Pulsational Pair Instability Supernòvae)
a instabilità di coppia pulsazionale

Come anticipato per le SN SuperLuminose, questo è uno dei casi in cui si verifica un’esplosione davvero fuori scala. In una galassia distante 4,6 miliardi di anni luce viene identificata nel 2016 la SN 2016aps, il cui incredibile rilascio di energia suggerisce che la stella progenitrice fosse straordinariamente massiccia, alla nascita (Mi) almeno 100 M_S.

Instabilità di coppia pulsazionale

Spendo in questo caso due parole in più per spiegare che vuol dire, perché come sempre è più piacevole capire di cosa si parla:
– in una stella molto massiccia (parliamo di oltre 100 M_S), i raggi gamma prodotti nel nucleo possono divenire talmente energetici, e il nucleo così caldo, che una parte della loro energia deriva da coppie costituite da particella-antiparticella (è questa la “coppia” a cui si fa riferimento)

– in conseguenza di questa conversione (quando materia ed anti-materia si incontrano c’è annichilazione e quindi annullamento con emissione di raggi gamma) c’è una caduta di pressione termica che provoca un parziale, violento collasso della stella sotto la sua stessa gravità
– il collasso innesca delle reazioni nucleari “runaway” (aumento di temperatura che provoca ulteriore aumento di temperatura fino a condizioni catastrofiche) e un’esplosione che fa schizzare nello spazio i vari strati esterni e lascia il nucleo intatto (senza condurre ai residui ultracompatti che conosci)
– il processo può ripetersi per decenni prima della colossale esplosione finale

La SN 2016aps però è stata un caso rarissimo di questo tipo di Supernovae SuperLuminose, per tre motivi:

A) mano a mano che pulsa violentemente (ricordi, più la stella è massiccia più ha vita breve perché brucia in modo violentemente turbolento i suoi gas), espelle gusci massicci di gas, e al momento dell’esplosione finale, la Supernòva si è scontrata con questi gusci di gas espulsi in precedenza provocando un bagliore assolutamente fuori scala (non che le classiche Supernovae siano poi tanto “in scala”…)

“come buttare benzina sul fuoco”

Edo Berger, uno degli autori dello studio

B) inoltre in questo caso alti livelli di Idrogeno gassoso, che la stella avrebbe dovuto aver perso durante le varie espulsioni precedenti, suggeriscono che 2 stelle massicce si siano fuse prima dell’evento, e che questo idrogeno in eccesso nella nuova stella formata abbia innescato l’instabilità di coppia: quindi in realtà la fusione di 2 stelle supermassicce ha prodotto la nascita di una stella ancora più massiccia da oltre 100 M_S, che poi quando è esplosa ha prodotto una Supernova record ad instabilità di coppia pulsazionale

C) come ultima particolarità, ha brillato per almeno 3 anni! (contro la media dei 100 giorni delle Supernòvae, cioè quasi tre mesi e mezzo)

• questo tipo di potentissime esplosioni praticamente non avvengono nella Via Lattea, mancando stelle come questa, perché le condizioni sono talmente particolari da essere raggiunte solo da 1 stella su decine di migliaia

SN da record, bubbi + SN a instabilità di coppia pulsazionale, Wikipedia

FBOT (Fast Blue Optical Trànsients)
Transiénti Ottici Blu e Veloci

Questi eventi, chiamati FBOT, rappresentano un tipo di esplosione stellare potente, rapida e molto energetica, piuttosto differente dalle altre esplosioni che conosciamo.

• nel giro di 3 giorni il fenomeno produce un’improvvisa esplosione tra 10 volte e 100 volte più brillante di una tipica Supernova
• l’anomalo lampo cosmico è molto più rapido di ogni esplosione stellare conosciuta, con particelle in viaggio al 10 % della velocità della luce
• nel giro di 16 giorni l’evento, accaduto in una galassia distante 200 milioni di anni luce da noi, ha già emesso gran parte della sua energia
• l’emissione radio dell’oggetto era brillante tanto quanto quella di un lampo di raggi gamma

Iniziano allo stesso modo delle Supernòvae, ma proseguono in modo diverso.

Ecco la classica SN:

• onda d’urto sferica
• stella neutroni o BH che producono getti relativistici (velocità prossima alla luce)
• da questi, fasci di raggi gamma e FGB

Ecco invece i FBOT:

• motore centrale simile, ma avvolto in spesso strato di materiale (o espulso prima, o vampirizzato)
• lampo brillante provocato dalla collisione dell’onda d’urto con tale materiale denso e spesso
• FRB emissioni radio mentre l’onda attraversa il materiale (tra cui anche Idrogeno)
• tutti e 3 gli eventi FBOT registrati sono accaduti in galassie nane, per cui le proprietà di tali galassie potrebbero produrre percorsi evolutivi molto rari alle stelle massicce che ospitano

Una nuova classe di esplosioni cosmiche, Bubbi

Bene, dopo aver introdotto
Astronomia Multimessaggero, Nane Bianche,
Nòvae e Supernòvae,
continuano le danze…

Nota che, in un sistema binario, si indicano con i termini “accretóre” e “donatore” rispettivamente l’oggetto che accresce la propria massa vampirizzando l’altro, e l’oggetto “vittima” che dona la propria massa poiché vampirizzato.

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Vampirismo cosmico

La Nana Bianca che vampirizza la Subnana calda

Nana bianca + Subnana calda
“Sistema Nova” – Stella deformata a goccia

A 1.500 anni luce dalla Terra si trova il sistema Hd 265435, uno dei pochissimi finora scoperti con questa deformazione particolare a forma di goccia, e in assoluto il più vicino a noi!

Si tratta di un Sistema binario con una Nana Bianca nascosta e invisibile (accretóre, 1 M_S concentrata nelle dimensioni della Terra) e una Subnana calda (donatore, 0,6 M_S) che impiegano appena 1 ora e 40 minuti ad orbitare una attorno all’altra. La massa totale è di 1,65 M_S, quindi ha già superato al limite di 1,44 M_S per le Nane Bianche.
La distorsione gravitazionale che provoca la forma a goccia è causata dalla massiccia Nana Bianca vicina; la Subnana calda si contrarrà fino a diventare anch’essa una Nana Bianca prima di fondersi con la sua compagna dando vita ad una SN Ia tra 70 milioni di anni, preannunciata dalla produzione di onde gravitazionali nell’ultima fase.

La goccia che fa traboccare la supernova, di Valentina Guglielmo per Media Inaf

La Nana Bianca che vampirizza la Gigante Rossa

Nana Bianca + Gigante Rossa
“Sistema Nova” con variabile cataclismica

La Nana Bianca, accretóre, iniziando a vampirizzare l’altra stella, donatore, può risorgere e trasformarsi in “variabile cataclismica“. Il “Sistema Nòva” è un Sistema Binario complesso, in cui delle due stelle, la più massiccia è già diventata Nana Bianca prima che l’altra si sia evoluta in Gigante Rossa. Se sono abbastanza vicine, la Nana Bianca cattura e vampirizza gli strati esterni della Gigante e così provoca l’innesco nucleare che da vita alla Nòva.

Dopo l’esplosione la Nana Bianca torna più o meno come prima e la luminosità cala in pochi giorni. Possono avvenire più volte questi inneschi e possono passare anche mesi o anni tra un innesco e l’altro. Alla fine dell’evoluzione tuttavia il sistema esplode in SN Ia.

Stelle all’origine del Litio, Bubbi

• nella galassia di Andromeda c’è una Nòva che esplode ogni anno

Nana Bianca + Gigante Rossa
RS Ophiuci: “Nòva ricorrente e simbiotica”

A 5.000 anni luce da noi, il Sistema stellare Binario RS Ophiuchi.

Nova ricorrente: una Nòva che si ripete ad intervalli più o meno regolari.
RS Oph accende una Nova, esplosione termonucleare innescata dal materiale vampirizzato dalla Nana Bianca, ogni 15-20 anni (l’ultima il 08/08/2021, la precedente è stata 12/02/2006). RS Oph non è costante, ma si è ripetuto con periodi da 9 a 35 anni.

Nova simbiòtica: presenta eruzioni simili a quelle delle Nòvae (si legge “nove”, dal latino), ma più lente, hanno una durata di 10-40 anni e poi la Nana Bianca torna alla sua luminosità iniziale. Di solito la Nana rimane sotto il limite di Chandrasekhar dopo il lampo, ma in questo caso sembra già molto massiccia (supera 1,2 M_S) e quindi iI sistema potrebbe evolvere un giorno in SN I, dove la Nana Bianca collassa in Stella di Neutroni.

• dopo il burst iniziale, la luminosità di una Nòva cala rapidamente, in pochi giorni, mentre normalmente quella di una SN dura quasi tre mesi e mezzo, in media 100 gg

Nell’Ofiuco si è riaccesa una stella, di Marco Malaspina per Media Inaf
Stelle all’origine del Litio, Bubbi

La stella di neutroni che vampirizza la Gigante Rossa

Stella di Neutroni + Gigante Rossa
Sistema binario simbiotico a raggi-X (SyXB)

Sistemi che emettono forti impulsi nella banda X. Una Stella di Neutroni (accretóre) e una Gigante Rossa (donatore) di tipo spettrale M, con massa simile al Sole.
IGR J17329-2731: l’unione di una Gigante Rossa con una stella di neutroni è un accoppiamento particolarmente raro, e in questo caso la Gigante ha pure riportato “in vita” la compagna ultradensa che si stava esaurendo.

La Gigante Rossa ha emesso un vento stellare abbastanza denso e lento da “nutrire” la compagna, provocando il lampo di raggi-X dal nucleo della stella di neutroni, nel momento in cui si è “rianimata”.

stella di neutroni “zombie” riportata in vita dall’iniezione della Gigante

Enrico Bozzo

Un sistema binario a raggi X simbiotico ha generato un brillamento, di Massimo Luciani, Tachyon Beam

Il Buco Nero stellare che vampirizza la stella

SMBH + stella ordinaria
Binarie a raggi-X

Le “binarie X” sono una tipologia di Stelle Binarie che emettono una grossa quantità di radiazioni nella lunghezza d’onda dei raggi X: esistono binarie di piccola massa, di massa intermedia e di grande massa. Quelle di piccola massa sono oggetti molto luminosi nelle lunghezze d’onda dei raggi X, ma molto deboli in quelle del visibile.

Il Buco Nero stellare flash che vampirizza la luminosissima Ipergigante

SMBH + Supergigante Blu Variabile
Cygnus-X1 – BH flash

Vicino alla Nebulosa Tulipano, a 7.200 anni luce da noi, esiste un Sistema Binario composto da una stella Supergigante Blu Variabile (41 M_S, detta anche Variabile S Doradus, HDE 226868) ed un Buco Nero di Massa Stellare (SMBH di 14 M_S) chiamato Cygnus-X1. È la più famosa binaria a raggi X di grande massa, infatti la stella massiccia è la componente dominante nel visibile (vista la grande luminosità è anche facilmente individuabile), mentre l’oggetto compatto è la fonte dominante di raggi X.

Particolarità di Cygnus X-1:

• è il Buco nero stellare più massiccio mai scoperto senza l’ausilio delle onde gravitazionali
• il Buco nero compie un’orbita completa attorno alla Supergigante in appena 6 giorni, la distanza che li separa è 5 volte inferiore ad 1 Unità Astronomica (distanza Terra-Sole)
• la stella progenitrice del Buco nero era di circa 60 M_S e il Buco nero è di oltre 20 M_S
• secondo Xueschan Zhao, coautrice dello studio, Cygnus X-1 sta ruotando in modo incredibilmente veloce, molto vicino alla velocità della luce e più veloce di ogni altro buco nero scoperto fino ad oggi

In seguito al processo di vampirismo, il disco di accrescimento del buco Nero aumenta a dismisura la propria temperatura diventando fonte di raggi X ed emettendo getti molto estesi nello spazio, visibili solo indirettamente nella foto (d’autore) grazie al bow shock provocato dalla collisione di tali getti con gli altri gas della nebulosa. Il getto è indicato dalle frecce gialle, quell’arco blu-viola, la freccia celeste indica invece la Supergigante Variabile di Cygnus-X1.

approfondimento sul buco nero di Cygnus-X1, Tommaso Massimo Stella
spostando Cygnus X-1 più in là, Paola Soletta per Media Inaf

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Attenzione !

Mica i “vampiri” sono solo Nane Bianche,
Buchi Neri o Stelle di Neutroni/Pulsar!
Non vorrei che mi avessi frainteso!

È importante che ti sia chiaro: fino a qui ho presentato solo oggetti ultracompatti (quindi residui stellari o Resti di Supernova) che hanno ovviamente un potere attrattivo gravitazionale eccezionale. Tuttavia non hanno l’esclusiva: il “vampirismo” può capitare anche tra coppie binarie di stelle ordinarie, siano esse di piccole, medie dimensioni oppure anche molto massicce. Ecco 2 esempi. Di solito in questi casi interpreta il “vampiro” la stella più massiccia, a meno che non càpitino condizioni particolari…

Stella binaria calda, brillante e di grande massa
Vampira gigante calda e blu

Queste le caratteristiche di questa classe estrema di vampire:

• le stelle massicce e più brillanti di tipo spettrale O, “stelle vampiro”, sono binarie nel 75% dei casi, la maggioranza delle quali in interazione distruttiva violenta e il 25% in imminente fusione in una singola stella
• un milione di volte più luminose del Sole, si evolvono mille volte più rapidamente, quindi hanno vita cosmicamente breve e violenta (10 milioni di anni)!
• ruolo fondamentale nell’evoluzione delle galassie
• stelle “vampiro”: contrariamente alle aspettative, delle due stelle massicce è la stella più piccola – accretóre – a vampirizzare la più grande – donatore -, ma questo capita nel momento in cui la più grande, evolvendo, si è espansa e l’inviluppo si è avvicinato alla più piccola; e così la più piccola acquisendo materiale ruota più velocemente e diventa più calda, insomma ringiovanisce e vive più a lungo. La stella “vittima”, la più grande, perde l’inviluppo PRIMA di diventare una Supergigante Rossa (quindi non evolve in SRG) e resta solo il nucleo blu caldo
• entrambe le stelle, “vampiro” accresciuto e “vittima” ridotta al nucleo, diventano più calde e più blu, e di conseguenza “appaiono” come più giovani, ingannando gli osservatori

Una utile video-animazione artistica che riguarda proprio l’evoluzione di una stella binaria calda, brillante e di grande massa.

Cosa stai guardando nel video qui sopra?

• delle due danzanti in orbita l’una intorno all’altra, la più grande si espande per prima finché gli strati esterni non risentono dell’attrazione della più piccola e viene così vampirizzata fino a perderli completamente; resta solo il nucleo che prosegue a produrre nucleosintesi finché non esplode la Supernòva e si è trasformato in stella di neutroni che probabilmente riceve un calcio gravitazionale e viene espulsa dal sistema (SN Iax)
• la stella vampiro, dalla forma oblata e dalla rotazione veloce, rimasta sola prosegue la sua evoluzione gonfiandosi, diventando Supergigante Rossa e anch’essa esplodendo in Supernòva lasciando come Resto un’altra Stella di Neutroni (SN I)

Le stelle “vampiro” non vivono da sole, di Corrado Ruscica per AstronomicaMens

“Vagabonde Blu” e
le vecchissime stelle rosse degli ammassi globulari –
l’alchimia dell’eterna giovinezza

• negli ammassi globulari le stelle sono eccezionalmente vecchie, 10-12 miliardi di anni, quindi sono rosse e non molto grandi

• le stelle grandi, calde e quindi BLU bruciano molto in fretta ed evolvono in 10 milioni di anni, ma negli ammassi globulari ci sono solo stelle vecchie!

• inoltre negli ammassi globulari c’è alta densità di stelle, tutte vicine

• quindi come mai in un ammasso dove ci sono solo stelle rosse, fredde e vecchissime, si trovano anche le Blue Stragglers, ovvero Vagabonde Blu, che “restano indietro” rispetto al diagramma H-R?

• succede perché, vista l’alta densità stellare, avvengono di frequente collisioni stellari, due stelle fondono insieme formando una stella unica, una bella e calda stella blu più massiccia (striscia superiore dell’immagine qui sotto)

• però succede anche che non avviene un vero e proprio scontro, ma un fenomeno di “vampirismo” stellare tra le due stelle rosse, dove la più massiccia “succhia” materiale da quella più piccola, e alla fine di quest’ultima non resta più niente, mentre la vampira si è trasformata in una bella stella blu più massiccia (striscia inferiore dell’immagine qui sopra)

Stelle Vampire, di Sandro Ciarlariello per Quantizzando
Le “Vagabonde Blu: stelle bambine in sistemi stellari vecchi”, Università di Bologna

La stella grande non attrae a sé la piccola né velocemente né violentemente come si credeva dalle osservazioni con il telescopio spaziale Hubble, bensì aspetta la sua vicinanza per poi rubarle massa quando è nella posizione dell’orbita più efficace. Le stelle vampiro sono stelle rosse che hanno perso calore e si trovano in un sistema stellare binario, cioè hanno accanto a loro una stella più piccola ma più calda

La stella vampiro, di Elena Fanelli per Scienzainrete

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Cannibalismo cosmico: stalker e killer

La Pulsar che cannibalizza e distrugge la Nana

Pulsar “Redback” + Nana
“Sistema Binario a Eclisse”

Nell’ammasso stellare M92, a 26.000 anni luce di distanza, PSR J1717+4307A (anche detta M92A) è una Pulsar millisecondo (MSP) micidiale che cannibalizza una piccola stella (0,18 M_S) ridimensionandola fino a farla scomparire e nel farlo torturandola con il suo tremendo fascio concentrato di radiazioni.

Un “sistema binario a eclisse“ è un sistema dove due stelle, in orbita l’una attorno all’altra, viste dalla nostra prospettiva terrestre vengono a trovarsi periodicamente una davanti all’altra e in tal modo, in quel momento, la più vicina a noi eclissa la più lontana.

• “Redback” è il riferimento al ragno velenosissimo dalla schiena rossa, poiché la femmina divora il maschio dopo l’accoppiamento!

• fino ad oggi scoperte 157 MSP in 30 ammassi globulari

pulsar micidiale in M92, Bubbi

Buchi Neri che inghiottono stelle di neutroni

SMBH + Stella di Neutroni
“in un sol boccone”

Quando una Stella di neutroni si avvicina a un Buco Nero, teoricamente viene disgregata e distrutta dalle forze mareali, provocando lampi di radiazione elettromagnetica.

Di solito la stella di Neutroni viene invece inghiottita interamente quando si tratta di fusioni tra stella di Neutroni e Buco Nero Supermassiccio (Smbh).
Tuttavia si sono anche scoperti, grazie alle onde gravitazionali, i primi due casi di Buchi Neri di Massa Stellare (SMBH) che potrebbero aver divorato la stella di neutroni in un sol boccone, senza lasciare traccia, a 900 milioni di anni luce di distanza, chiamati GW200105 e GW200115 (rispettivamente 8,9 e 5,7 M_S). Ne parlo anche nella sezione “onde gravitazionali da coppie miste“.

Quanto è grande una stella di neutroni, Global Science
Onde gravitazionali da una coppia Buco Nero – Stella di Neutroni, Universo Astronomia, Barbara Bubbi

Altra Pulsar assassina che cannibalizza e disintegra una stella simil-Sole

Pulsar “Redback” + stella ordinaria
Killer sadico e spietato

A 4.500 anni luce dalla Terra, verso la piccola costellazione del Sestante c’è un Sistema Binario formato da:
– una Pulsar al millisecondo chiamata PSR J1023+0038
– e una compagna di tipo spettrale G6 (il Sole è G2), scoperte nel 2002

Si tratta di un’altra Pulsar “Redback”, queste sono proprio assassine! È una di 3 pulsar molto studiate perché essendo Redback ha sia le classiche pulsazioni radio delle pulsar, sia le pulsazioni nascoste a causa del disco di accrescimento che si forma cannibalizzando la compagna stellare.

Una pulsar è una stella di neutroni rotante con un forte campo magnetico, ma la pulsar millisecondo in particolare ha una velocità da paura: compie una rotazione completa in appena qualche millesimo di secondo, il che vuol dire che in un singolo breve secondo è capace di compiere centinaia di rotazioni su se stessa e quindi illuminare con i suoi due stretti fasci radio centinaia di volte intorno a se. Certo, essendo i fasci stretti, illumina verso due sottili traiettorie precise, e solo se un altro corpo è allineato con uno dei due fasci verrà colpito dalle radiazioni.

Ora, quanto gira veloce PSR J1023+0038?
Tieniti forte e allaccia le cinture: questa pulsar millisecondo compie ben 592 rotazioni al secondo!

Morte atroce!

La Pulsar assassina e la stella simil-Sole danzano ad una distanza che è appena 3 volte quella Terra-Luna, per cui la Pulsar ha un campo d’azione eccezionale per violentare la stella che era di massa poco inferiore al Sole, mentre ora ha appena 0,2 M_S:

• da un lato tramite un fascio stretto tremendo di radiazioni “brucia” ed innalza la temperatura del lato irradiato, mentre la cannibalizza asportando gli strati esterni
• contemporaneamente la notevole forza gravitazionale strappa ferocemente materiale alla vittima, accumulandolo in rotazione nel proprio disco di accrescimento

Risultato: la compagna binaria è spacciata, verrà distrutta!
Certo anche la pulsar alla fine qualcosa ci rimette, perché diminuisce velocità di rotazione, ma questo è un altro discorso e tutto da dimostrare…

Una montagna alta 13 micron su una stella di neutroni…., Michele Diodati

Il BH Supermassiccio che sbrana a morsi la Supergigante

Smbh “Old Faithful” + Gigante
3 morsi all’anno!

Chiamato Asassn-14ko, è un evento di distruzione mareale che sta avvenendo con una caratteristica particolare e rara: una regolarità, frequenza e prevedibilità che consentono di seguire il fenomeno con tutti gli strumenti tecnologici disponibili, compresi i telescopi spaziali.
Di cosa si tratta? È chiamato “Old Faithful” riferendosi al geyser dello Yellowstone Park, che 16 volte al giorno spara getti di acqua bollente fino a 50 metri d’altezza e oltre. Asassn-14ko emette invece il getto di radiazioni (relativistic jets) da ben altra distanza: i 570 milioni di anni luce di distanza che lo separano dalla Terra.

È probabilmente un Buco Nero Supermassiccio al centro della galassia attiva Eso 253-3 nella costellazione del Pittore. Normalmente un Buco Nero Supermassiccio divora il materiale circostante accumulandolo nel disco di accrescimento, ma lo fa in modo lento e così avvengono fluttuazioni casuali nella luce emessa dal disco.
In questo caso invece le esplosioni sono, come ti ho detto, molto regolari: praticamente ogni 114 giorni, 3 volte all’anno!
L’ipotesi più accreditata è che ci sia una stella Gigante in orbita attorno al Buco Nero e che ogni volta che si avvicina troppo viene regolarmente e puntualmente “morsa”, e ad ogni morso perde una quantità di gas che equivale a 3 pianeti come Giove.

Sbranata da un buco nero, un morso ogni 114 giorni, Marco Malaspina per Media Inaf

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È possibile che una stella inghiotta
un Buco Nero o una Stella di Neutroni?
Sì, è possibile!

Questo sotto è il transito di Venere sul disco solare, d’accordo, ma ora fai un piccolo sforzo e per questa occasione prova ad immaginare che sia invece un oggetto ultracompatto (Buco Nero o Stella di Neutroni) che è stato appena inghiottito dalla stella.. (so che probabilmente non si vedrebbe nemmeno, vista l’enorme viscosità del plasma, ma lavora di fantasia).

Raro doppio
cannibalismo cosmico

L’oggetto ultracompatto “infiltrato” che fa esplodere la Stella dall’interno

Oggetto ultracompatto + stella
“SN con collasso del nucleo innescato da fusione”

In questo caso la stella prima lo ingloba e poi ne viene divorata dall’interno come fa un parassita con il corpo del suo ospite!

Supernòva in una galassia nana a circa 500 milioni di anni luce di distanza.

L‘evoluzione dell’involucro comune CEE

Quando una stella inghiotte nei suoi strati esterni un’altra stella (quindi una vera e propria immersione di una stella in un’altra), che succede?

Il più delle volte il partner inghiottito muore e si trasforma prima che il suo nucleo venga consumato e disintegrato: da Gigante Rossa diventa Nana Bianca oppure da stella più massiccia di 8 M_S diventa Stella di neutroni o Buco nero a seconda della massa iniziale e di quanta massa ha perso nel processo .

Come conseguenza, il risultato finale saranno 2 oggetti compatti come Nane Bianche, Stelle di Neutroni o Buchi Neri che orbitano l’uno attorno all’altro: sì, perché anche la stella che l’ha inghiottita segue la propria evoluzione e muore diventando Nana Bianca o Stella di neutroni o Buco nero a seconda della massa iniziale e di quanta massa ha perso nel processo (ricordi quando, nell’introduzione, ho accennato al fatto che un Sistema Binario ha una dinamica tutt’altro che semplice? Se vuoi torna all’Indice e scorri fino alle “danze in coppia”).

In questo caso invece abbiamo un raro doppio cannibalismo cosmico:
una stella (B) che ingloba un oggetto compatto come un Buco nero o una Stella di neutroni (A). A sua volta, quell’oggetto inglobato (A) mastica e inghiotte il nucleo della stella (B), facendolo esplodere e lasciando dietro di sé solo un Buco Nero. In questo tipo raro di evento avviene il processo della “evoluzione dell’involucro comune“ (CEE), in cui una stella è appunto immersa in un’altra, e sono di solito fasi cosmicamente brevi quindi difficili da cogliere e studiare.

• una coppia binaria di stelle massicce, A e B
• A muore in Supernova e diventa stella neutroni o BH
• A poi viene inghiottita dagli strati esterni di B per centinaia di anni
• B rilascia enormi quantità di gas e polvere formando un guscio attorno al duo
• A divora infine il nucleo di B
• enormi getti di energia durante il cannibalismo hanno prodotto un lampo di raggi X nel 2014, mentre il materiale della Supernova di B schiantandosi con il guscio circostante ha prodotto luce ottica e radio nel 2017

Gli astronomi potrebbero aver visto una stella ingurgitare un buco nero ed esplodere, di Adam Mann per ScienceNews – Dillon Dong, astronomo al Caltech

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“Lifting” stellare delle Vagabonde Blu

La vecchia stella che nasce falsamente ringiovanita dalla fusione delle 2 vecchissime stelle progenitrici

Gli ammassi globulari sono formati da stelle vecchissime di 12-13 miliardi di anni, tuttavia una piccola frazione di esse appare molto più giovane allontanandosi dalla linea del diagramma di Hertzsprung-Russell H-R di cui ti ho parlato nel post 2_mss, e per questo motivo vengono chiamate “Vagabonde blu”, ne ho già parlato poco fa.

Due delle stelle così vecchie dell’ammasso, fondendosi tra loro possono produrre una Vagabonda Blu, stella vecchia che si è però ringiovanita nel processo.

Questo tipo particolare di stella si può formare si presume in entrambi i modi:

• tramite vampirismo

• oppure tramite collisione

da cui derivano due tipi distinti di Vagabonde Blu, leggermente diverse. Praticamente i due meccanismi permettono loro di tornare ad apparire come all’inizio del loro ciclo di esistenza.

“È come vedere alcuni bambini in un ospizio per pensionati”

Francesco Ferraro, Università di Bologna

stelle “vampiro” che ringiovaniscono, Le Scienze

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Anomalìe? Fanno progredire la Ricerca Astronomica
L’Universo è troppo giovane per spiegare tutto…

Quando le scoperte non rispettano i modelli previsti, spesso c’è lo zampino di altre variabili inaspettate…

• a volte le anomalie riscontrate potrebbero essere causate da un terzo elemento difficile da riconoscere, ad esempio una Stella di Neutroni in mezzo a due Buchi Neri (Sistema Ternario)

conferenza di Alessandro Drago sulle stelle di neutroni

Nane Bianche che non dovrebbero esistere!

Coppie di Nane Bianche vicinissime e velocissime
“Sistema Binario di Corto Periodo”

Di Sistemi come questi ne conosciamo pochi perché sono difficili da scoprire: le due Nane Bianche sono così vicine da sembrare fuse in un unico punto luce!

Nella costellazione dei Pesci, a una distanza dalla Terra di circa 2.500 anni luce si trova questo Sistema Binario di corto periodo, SDSS J2322+0509, in cui le due Nane sono vicinissime e velocissime (135.000 km di distanza l’una dall’altra, e velocità 706 km/s, la Terra per confronto “vola” a 29,8 km/s): sono Nane Bianche con nuclei di Elio He, a differenza di quelle più massicce, che hanno nuclei di Carbonio C e Ossigeno O. L’Universo è troppo giovane (13,8 miliardi di anni) perché queste si possano essere formate alla fine della vita di stelle di Sequenza Principale!

Le stelle progenitrici hanno condiviso un involucro comune di Giganti Rosse, dopo che prima una e poi l’altra furono uscite dalla Sequenza Principale, e ciascuna di esse diventò a un certo punto una Gigante Rossa, inglobando la vicina compagna binaria. L’involucro comune CE ha finito per privare le stelle dei rispettivi involucri esterni, lasciando esposti i nuclei degeneri. Dalla fusione delle Nane Bianche risulterà una singola Nana Bianca più massiccia.

• i corpi attraversati da onde gravitazionali si deformano in modo cruciforme, cioè si allungano e si accorciano ciclicamente, con una deformazione che varia in base all’angolo di provenienza delle onde!

Onde gravitazionali e nane bianche, sistema binario di corto periodo, diodati

Coppie di Nane Bianche di bassa massa
Sistemi Binari
Ultra-compatti

L’Universo non è abbastanza vecchio per creare Nane Bianche con massa così bassa, con massa inferiore a 0.3 volte la massa del Sole, per conto proprio (per le Nane Bianche trovi descrizione nel capitolo 2_mss). Eppure ci sono! Succede in realtà perché hanno compagne in orbita vicina, da qui la definizione “Sistemi Binari Ultra-compatti”.

98 nane bianche doppie, Maura Sandri, Media Inaf

Un Buco Nero quieto che non dovrebbe esistere!

Lb-1
SMBH Monstre!

I Buchi Neri Stellari (SMBH) hanno masse che dovrebbero rientrare tra 5 e 100 M_S. Nella Via Lattea si stima esistano 100 milioni di Buchi Neri Stellari la maggior parte però leggeri, non più di 15 M_S. Invece, come spesso accade in Astronomia (quasi a volerci provocare per smuovere le nostre certezze e costringere a rivedere i dati), ad appena 15.000 anni luce da noi c’è un Buco Nero Stellare da ben 70 M_S, un Monstre!

Lb-1 non dovrebbe esistere, ed è in Sistema Binario con una stella di classe B che gli ruota attorno con un periodo orbitale di soli 79 giorni. Altra caratteristica di questo Buco Nero così massiccio per essere stellare, è che non emette raggi X, è quindi “silenzioso”, a differenza di tutti i Buchi Neri stellari fino ad oggi identificati. Se vuoi sapere come lo hanno scovato vai al capitolo “I Buchi Neri dormienti come li scoprono?“.

Enorme e impossibile, il buco nero che non dovrebbe esistere, le Scienze, fonte Inaf
Team internazionale di scienziati guidato da Jifeng Liu, astrofisico all’Osservatorio astronomico nazionale di Pechino dell’Accademia cinese delle scienze, e del quale fa parte anche Mario Lattanzi dell’Inaf di Torino

Un Quasar che non dovrebbe esistere!

Il Quasar più massiccio e antico
“Pōniuāʻena”

J1007+2115 è il Quasar che ospita il Buco Nero più massiccio e antico, un Smbh con massa di 1 miliardo e mezzo di M_S. Questo incredibile motore potrebbe essere nato 700 milioni di anni dopo il Big Bang (ma forse anche prima), la sua luce impiega ben 13,02 miliardi di anni per raggiungere la Terra.

Il problema che ne deriva è che risulta essere un tempo troppo breve perché questo Monster abbia potuto crescere a partire da un piccolo BH (SMBH), diventando così grande! Jinyi Yang dell’University of Arizona e il coautore Xiaohui Fan hanno spiegato che, mentre subito dopo il Big Bang “l’Universo era molto freddo, privo di stelle e di luce”, ad appena “300-400 milioni di anni sono apparse le prime stelle e galassie che hanno iniziato a riscaldare il Cosmo”.

Una nota sul nome molto particolare e caratteristico dato a questo Quasar:
“Pōniuāʻena”
“Sorgente rotante invisibile di creazione, circondata da brillanza“
L’iniziativa nasce con lo scopo di valorizzare la cultura dei luoghi in cui risiedono i telescopi che hanno consentito le varie scoperte: in questo caso si tratta dei telescopi Gemini in cima al Mauna Kea, sull’isola di Hawaii (ne ho accennato nell’episodio 3_dt a proposito dell’Even Horizon Telescope).

un mostruoso buco nero all’alba del cosmo, Bubbi

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Coppie strane

La Nana Bianca meno massiccia della stella compagna

Nana Bianca + stella ordinaria più massiccia di lei
Variabili Cataclismiche

Nel 2083 (con un margine di errore di +/- 16 anni) V Sge, la binaria V Sagittae a 7.700 anni luce da noi, nella costellazione Freccia, darà luogo a fusione esplodendo in Nòva, così ha predetto il professore emerito della Louisiana State University Bradley Schaefer. V Sge è una “variabile cataclismica“ particolare, poiché la stella ordinaria compagna della Nana Bianca è ben 3,9 volte più massiccia di lei e non il contrario, come accade spesso (le Nane Bianche sono di fama stelle rimpicciolite e molto massicce). Le sue caratteristiche sono:

• è la più estrema di tutte le variabili cataclismiche, circa cento volte più luminosa delle altre
• sta inoltre alimentando un intenso vento stellare

“splenderà in cielo luminosa quanto Sirio, forse addirittura quanto Venere”

Bradley Schaefer, Louisiana State University

Marco Malaspina per Inaf ed Elena Mason per Inaf-Ts

Nane Bianche eccezioni alla regola della massa diversa

Nane Bianche di massa simile

A 150 anni luce da noi, WDJ0551+4135, una Nana Bianca ultra-massiccia insolita: idrogeno H e carbonio C nello strato esterno, quando normalmente è idrogeno H ed elio He oppure elio He e carbonio C (non ricordi i simboli degli elementi chimici? Non preoccuparti, rinfresca la memoria qui). Si ritiene che abbia origine dalla fusione di due Nane Bianche di massa simile, mentre di solito le fusioni di 2 stelle avvengono con masse diverse!

• gran parte delle Nane Bianche hanno 0,6 M_S, questa ha 1,4 M_S, quindi è molto vicina al limite di Chandrasekhar
• si muove veloce (le stelle più vecchie orbitano nella Via Lattea più velocemente di quelle giovani)

insolita fusione di 2 Nane bianche, Bubbi

Peso massimo e Peso piuma vicinissimi

Pulsar ultrapesante + Nana ultraleggera
alla distanza Terra-Luna in orbita flash

PSR J1653-0158 è un Sistema Stellare Binario in cui si trova:
– una pulsar molto massiccia (2 M_S)
– uno scheletro di stella Nana (0,01 M_S) che le ruota attorno in rotazione molto stretta
Per percorrere un’orbita paragonabile a quella del sistema Terra-Luna (durata un mese), la Nana impiega infatti appena 75 minuti!

La pulsar è anche particolare:
– oltre ad essere una delle più veloci (una millisecondo) con ben 500 giri al secondo
– stranamente nonostante questo ha un campo magnetico eccezionalmente debole
ed è completamente invisibile nelle onde radio (forse non li emette verso la Terra, o forse nuvole di plasma oscurano il sistema)
– è una pulsar gamma, emette questo tipo di radiazione
La pulsar millisecondo PSR J1653-0158 è così la seconda pulsar in rapida rotazione da cui non si vedono onde radio.

• per provare in modo inequivocabile l’esistenza di una stella di neutroni è necessario rilevare non solo le sue onde radio o raggi gamma, ma anche le sue pulsazioni caratteristiche
• altro modo per dedurre l’esistenza di una stella di neutroni è la velocità in rapporto alle dimensioni: una stella di neutroni di 30 km che gira 30 volte al secondo non perde pezzi all’equatore, mentre se a quella velocità gira una Nana Bianca che è di diametro di 10.000 km, quella sì che perde pezzi (Alessandro Drago, conferenza “Le stelle di Neutroni dalla nascita alla morte“)

strana danza supermassiccia e peso mosca, global science

La stella che pulsa da un lato solo

Stella ordinaria deformata A GOCCIA da Nana Rossa

Quando si parla di “stelle pulsanti” si intendono pulsazioni ritmiche della superficie stellare ed è un fenomeno conosciuto da tempo (se ne occupa l’astrosismologia), infatti anche il nostro Sole le produce.
In questo caso la stranezza di HD74423, che ha 1,7 M_S e si trova a circa 1.500 anni luce da noi, è il fatto che pulsa in modo asimmetrico. Il mistero è presto svelato, poiché fa parte di un Sistema Binario in cui la stella ordinaria deformata a forma di goccia e pulsante solo da quel lato subisce l’azione gravitazionale della piccola compagna Nana Rossa.

VIDEO stella goccia, MediaInaf Tv youtube

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Astronomia multimessaggero:
fusioni di ultracompatti e
onde gravitazionali

Un tempo si riteneva che solo coppie di Buchi Neri oppure coppie di Stelle di Neutroni potessero produrre, nella collisione, onde gravitazionali. Oggi sappiamo che non è così: succede anche per coppie miste Buco Nero + Stella di Neutroni.

Punto importante da evidenziare: solo i corpi celesti molto massicci producono onde gravitazionali rilevabili da così grandi distanze.

• quando avviene la coalescènza di due stelle di neutroni, il sistema, prima della collisione, irradia onde gravitazionali per circa 1 minuto e 40 secondi, e in seguito emette un potente FGRB (Fast Gamma Ray Burst = Lampo Gamma)

• quando avviene invece la coalescènza di due Buchi Neri, il sistema irradia per appena una frazione di secondo e non c’è alcun lampo

L’osservazione combinata del lampo di raggi gamma e delle onde gravitazionali conferma le previsioni della Teoria della Relatività Generale di Einstein:

• le onde gravitazionali si propagano alla velocità della luce

• “Short Gamma-Ray Burst” e coalescènza di stelle di neutroni sono fenomeni collegati

Kilonòva = merging
di stelle di neutroni

La prima fonte scoperta di onde gravitazionali

Istantanea cronologia flash

• nel 1974, la scoperta della prima “pulsar binaria”, due stelle di neutroni, di cui una visibile come “radio pulsar”, che orbitando una intorno all’altra si avviavano inesorabilmente verso la coalescènza (fusione)
• nel 2003-2004, un gruppo internazionale di radioastronomi, a guida italiana, scopre la prima “pulsar doppia”, cioè due stelle di neutroni orbitanti una intorno all’altra, osservabili però entrambe come radio pulsar
• 14/09/2015: registrato per la 1^ volta il passaggio di un’onda gravitazionale, evento GW150914, scoperta congiunta dalle collaborazioni LIGO e Virgo (e premio Nobel per la fisica nel 2017)
• 17/08/2017: registrato il primo evento combinato di onde gravitazionali e lampo gamma chiamato GW170817
• 25/04/2019: il secondo evento registrato, GW190425, l’interferometro LIGO ha rilevato la fusione -merging- di due stelle di neutroni a circa 520 milioni di anni luce di distanza
• a marzo 2020 il totale delle onde gravitazionali osservate ammonta a ben 90! Solo tra aprile 2019 e questa data ne sono state registrate 79!

Alla fine del post trovi una breve “legenda” sugli interferòmetri coinvolti in queste eccezionali scoperte.

“Sia le Stelle di neutroni che i Buchi neri sono i resti ultradensi di una stella morta, ma non abbiamo mai visto un buco nero più piccolo di 5 volte la massa del Sole, o una stella di neutroni più grande di circa 2,5 volte la massa del Sole.
Non sappiamo ancora se GW190425 abbia provocato un piccolo buco nero o una grande stella di neutroni…“

Michelle Starr, ScienceAlert

wonderful gaia, GW170817 nell’agosto del 2017.

Stella di Neutroni + Stella di Neutroni
Kilonòva

“Einstein, nella sua Teoria della Relatività Generale, aveva previsto il tasso di avvicinamento e aveva calcolato che mentre due Stelle di neutroni si avvicinano orbitando, emettono onde gravitazionali e questa emissione fa loro perdere un po’ di energia orbitale. In questa fase tali onde sono troppo deboli per essere misurabili da Terra, ma Einstein aveva previsto anche che al momento della coalescènza avvenisse un’esplosione di onde gravitazionali, osservabile con rivelatori di tali onde anche fino a distanze importanti”

Editoriale del Presidente Inaf, Nichi D’Amico, credits CC BY-NC-SA 4.0

La fusione di 2 stelle di Neutroni da luogo ad una esplosione colossale detta Kilonòva: nelle ultime fasi che la precedono vengono prodotte onde gravitazionali e durante la colossale esplosione, in un istante viene irrorata l’area galattica di elementi pesanti. Il materiale proiettato a grande distanza nello spazio circostante continua ad emettere luce (afterglow), e probabilmente in esso avvengono fenomeni di nucleosìntesi con produzione di elementi più pesanti del Ferro (ad esempio confermati Oro e Platino).

“Al momento della collisione, gran parte della massa delle due Stelle di neutroni si è fusa in un oggetto densissimo, emettendo una “palla di fuoco” di raggi gamma. Ciò che segue questa palla di fuoco iniziale è una “kilonova”, osservabile appunto nella banda visibile in tutta la sua spettacolare scenografia: un fenomeno durante il quale il materiale rilasciato dalla collisione delle stelle di neutroni viene lanciato violentemente lontano nello spazio, generando la fusione di elementi pesanti, come l’oro e il platino.”

Nichi D’Amico, presidente dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, 17/10/2017

Come dice D’Amico, “la massa delle due stelle di neutroni si è fusa in un oggetto densissimo….”, quindi, aggiungo, ancora più denso, incredibilmente, delle già densissime stelle di neutroni, qualcosa che diventa sempre più sconcertante.

Qui sotto, il suono di due stelle di neutroni che si scontrano! Non aspettarti grandi effetti speciali, ma considera che l’evento è talmente gigantesco da non poter essere riportato ad orecchio umano. Gli astronomi hanno utilizzato il Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), con sede negli Stati Uniti, finanziato dalla National Science Foundation (NSF); il rilevatore Virgo con sede in Europa; e circa 70 osservatori terrestri e spaziali.

INAF, Istituto Nazionale di Astrofisica
orgoglio italiano !

Inaf ha ottenuto le prime fotografie di una sorgente di onde gravitazionali; l’astronomia multimessaggero vede 3 aspetti complementari unire le forze:
1 – fisica fondamentale (VIRGO e INFN)
2 – astrofisica (INAF e i suoi grandi impianti)
3 – aerospazio (ASI) e le sue missioni (ESA e NASA)

Quando due stelle di neutroni si scontrano, M. Rochis
Osservata onda gravitazionale dalla fusione di stelle di neutroni, Università del Sannio

• in 1/2 secondo il Fast Gamma Ray Burst (FGRB) emette più energia del Sole in tutta la sua vita in Sequenza Principale, 10 miliardi di anni!

• in 50 secondi tale evento catastrofico diventa 1 miliardo di volte più luminoso di tutte le stelle della Via Lattea!

• il materiale esploso viaggia a 60.000 km/s (ricordi la velocità nella Supernova? 30.000 km/s!!) cioè al 20% della velocità della luce!

• in base a considerazioni statistiche ci si aspetta, grazie alle onde gravitazionali, un “tasso cosmico” di coalescènze (fusioni) di stelle di neutroni di una all’anno, mentre prima si pensava accadessero molto più raramente

Hubble, Far across the universe
Curceanu, la brillante nascita

Come Resto si può formare una Màgnetar (la “g” si legge come in “magma”), stella di Neutroni ultracompatta di cui parlo tra pochissimo, che può sopravvivere all’esplosione ed eventualmente collassare in Buco Nero.

Onde gravitazionali anche da coppie miste

Come anticipato nel sottocapitolo del “Cannibalismo cosmico“, nelle coppie miste di eventi GW200105 e GW200115, rispettivamente
– SMBH 8,9 M_S + SN 1,9 M_S
– SMBH 5,7 M_S + SN 1,5 M_S
i Buchi Neri Stellari hanno divorato in un solo boccone la compagna Stella di neutroni, quando solitamente essa avvicinandosi al Buco Nero dovrebbe venire gradualmente smembrata e distrutta dalle forze mareali.

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Sezione Màgnetar

si legge “MàGnetar” con la G di magma

Gli acceleratori di particelle più efficienti del Cosmo

Màgnetar + Supergigante
Sistema Binario a Raggi Gamma

I Sistemi di stelle binarie a Raggi Gamma sono conosciuti da poco tempo e molto rari, composti da:
– una stella primaria massiccia (20-30 M_S)
– un oggetto ultracompatto che finora si ipotizzava fosse una stella di neutroni o un buco nero, ma oggi si propende per una Màgnetar

Le màgnetar sono sempre state osservate come oggetti singoli: nessuno aveva mai pensato potessero far parte anche di sistemi binari, e questo insegna sempre che bisogna restare aperti di mente!
Visto che questi sistemi irradiano in banda X e gamma, è stata istituita solo di recente questa nuova classe di oggetti, da quando sono diventate possibili le osservazioni di raggi gamma ad altissima energia (nella banda del TeV).

Il ricercatore giapponese Hiroki Yoneda e un gruppo di scienziati del Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe hanno studiato il sistema LS 5039, il Binario di raggi gamma più luminoso tra i 10 osservati finora nella nostra galassia.

Acceleratori di particelle
il processo di accelerazione delle particelle del sistema è dovuto all’interazione tra i venti stellari della stella primaria e il forte campo magnetico della stella di neutroni: il vento stellare interagisce con il campo magnetico molto intenso della Màgnetar, permettendo agli elettroni di aumentare di molto la loro energia, anche di 1 TeV in poche decine di secondi, cosa che con i Resti di una “normale” Supernova può avvenire solo in decine di anni!

Nuovi indizi sulla natura dei sistemi binari a raggi gamma, di Mariasole Maglione per Astrospace.it

• nella nostra galassia sono stati trovati 10 Sistemi Binari a raggi gamma, e circa 300 binarie a raggi X
• i raggi gamma restano ancora una banda dello spettro elettromagnetico molto difficile da osservare

Esotiche stelle di neutroni, i magneti più potenti del Cosmo

Màgnetar
MAGNETic stAR

non si legge la “g” come in “magnetico”, bensì come in “maGma”

Nell’episodio precedente, 3_dt, ti ho presentato una scheda riassuntiva per la Stella di Neutroni, ma qui posso ora presentarti una classe pazzesca di questi oggetti ultracompatti, le Màgnetar: una Màgnetar appena nata ha un campo magnetico che può essere mille miliardi di volte quello del Sole!

So che questo in realtà ti dice poco, lo capisco, sono numeri sparati sembra quasi solo per produrre effetti speciali, ma poi chi ti dice che siano reali e non inventati solo per stupire?

Campo magnetico senza eguali,
ma vita breve!

Da un articolo dell’astrofisico Lorenzo Colombo del gruppo “Chi Ha Paura Del Buio?” ricavo questi dati davvero affascinanti che descrivono bene la potenza :

• se ne mettessi una al posto della Luna (384.000 km), ma anche a solo 1/6 della distanza, 64.000 km) sarebbe in grado di smagnetizzarti bancomat e carte di credito, e se la piazzassi al posto di un satellite artificiale in orbita bassa (LEO, Low Earth Orbit) a 1.000 km, i tuoi atomi sarebbero distorti e strizzati al punto che tutti i legami chimici andrebbero in pezzi. Un processo molto doloroso…

Personalmente, ho provato a contribuire con una interpretazione artistica, aiutato dalla mia impareggiabile consulente artistica privata, mia moglie Tiziana Giammetta, e aiutato anche dalla consulenza con amici di Facebook esperti in astronomia, il prof. Ivan Spelti e Dario Orizio, che ringrazio. Ho considerato la Màgnetar ad 1/6 della distanza Terra-Luna, quindi 64.000 km, in 20 km di diametro una massa da 1,5 a 3 volte quella solare e quindi con una attrazione gravitazionale da paura, un campo magnetico mostruoso, una temperatura superficiale che può arrivare fino ad un milione di K, e infine un residuo stellare che resterebbe pressoché invisibile se non fosse per tutta questa cornice da Apocalisse e per le radiazioni X e gamma potentissime causate da stellamòti… in pratica un inferno per la Terra e il nostro satellite…

• inoltre le Màgnetar sono talmente dense ed hanno un tale potere gravitazionale (quasi come quello di un Buco Nero), che anche spostamenti di pochi centimetri possono liberare energie spaventose… cosa che succede quando la crosta metallica superdura si spacca e si muove (la stella progressivamente si raffredda e contrae, perché i campi magnetici, per quanto titanici, progressivamente decadono)

• i Lampi Gamma Brevi (FGRB) generati rendono “visibili” questi oggetti allucinanti anche da 50.000 anni luce di distanza; in realtà una stella di questo tipo rimane pressoché invisibile fino a quando non produce quegli occasionali e violentissimi lampi X e gamma

Sì (dirai) ok, interessante!
Okkkkk???!!!!! (rispondo io)
Ma hai capito veramente cos’è un singolo unico Anno Luce!?

Ecco dove si colloca l’Anno Luce, la X, e sotto, prima il corrispondente in Unità Astronomiche e poi in Km; prova ad immaginarlo… la Terra si trova ad 1 Unità Astronomica dal Sole, vale a dire 150 milioni di km e ovviamente le distanze non possono essere in scala e nemmeno le dimensioni di pianeti e stelle… considera che il solo Sistema Solare, che occupa nell’infografica la metà di sinistra, in realtà per occupare lo spazio di un Anno Luce dovrebbe essere ripetuto più di 260 volte!

Eventi rari
“Comunque tranquillo“, Lorenzo si affretta a concludere, “sono eventi rari e tali lampi vengono emessi solo in 2 strettissimi fasci emessi ai poli del campo magnetico, con un raggio d’azione di 1.000 anni luce appunto, molto improbabile essere colpiti…” (Credis: ESA/ATG medialab)

Caratteristiche Màgnetar:
– campo magnetico particolarmente intenso
– rotazione più lenta rispetto alle stelle di neutroni
– intensa variabilità
– la temperatura superficiale può arrivare fino a 10 milioni K

Campo magnetico
per avere un’idea, risulta un centinaio di milioni di volte più potente dei più forti campi magnetici mai prodotti dall’uomo e miliardi di volte più di quello terrestre! Un tale campo magnetico si può formare durante la fusione di 2 stelle, a causa delle forti turbolenze!

• Terra = 1 Gauss
• calamita = 100 Gauss

• Sole, campo magnetico macchie solari = 2.000-3.000 Gauss

• Stella Neutroni = 1.000 miliardi di Gauss
• Màgnetar = 1 milione di miliardi di Gauss

Magnetar fuori dell’ordinario, Natale Seremia

Tuttavia una Màgnetar ha vita cosmicamente breve, dura “solo” 10.000 anni , perché i campi magnetici decadono.

la brillante nascita di un mostro magnetico, cronache dal silenzio

• la radiazione emessa in mezzo secondo da un FGRB può essere più intensa di tutta quella prodotta dal Sole in tutta la sua vita, e parliamo di più di 10 miliardi di anni!
• “Estinzioni di massa”: pensa solo che a causa di questi lampi di radiazioni potentissime, ogni pianeta entro 1.000 anni luce verrebbe completamente sterilizzato!

Altre possibilità per far nascere Màgnetar

Una volta si pensava che le Màgnetar potessero nascere solo in seguito alla morte di stelle molto massicce, oltre 8 M_S, in seguito a Supernova II. In realtà studi recenti, grazie all’Astronomia Multimessaggero, rivelano che ci possono essere anche altre possibilità: ad esempio quando 2 stelle massicce si fondono nasce una stella ancora più massiccia, una Vagabonda Blu, e quando questa esplode in Supernòva forma una Màgnetar! (esempio Tau Scorpii, 500 anni luce)

Come nasce una Magnetar, Universo Astronomia di Barbara Bubbi

AXP – “Anomal X Pulsar”
Màgnetar di classe inferiore

La maggior parte di queste particolari pulsar sono Magnetar!
Di 30 magnetar conosciute, 8 sono all’interno di Resti di Supernova (SNR).
KES 73 si trova a circa 28.000 anni luce nella costellazione Scùtum (scudo) ed è una Magnetar anomala perché:

• non mostra arricchimento chimico di elementi prodotti da una progenitrice di massa
• nata probabilmente da stella SRG (SuperGigante Rossa) a bassa massa (<20 M_S), che ha perso massa prima di esplodere lasciando la AXP

Kes 73 e la sua Magnetar, Cristina Ribeiro, Fb

Terremoto Màgnetar

Fast Radio Burst (FRB) secondo gli astronomi si producono quando la crosta di una Màgnetar (stella di neutroni particolarmente massiccia e magnetica), milioni di volte più dura dell’acciaio, a causa dell’enorme tensione tra gravità e campo magnetico improvvisamente si rompe e trancia, provocando uno stellamòto o terremoto Màgnetar, nel quale tale durissima crosta slitta di appena 1 millimetro scuotendo i campi magnetici intensissimi!

“Tali onde possono propagarsi alla magnetosfera della stella, convertendosi in blob di plasma magnetizzato, e immediatamente questi plasmoidi accelerano verso l’esterno dalla stella guidando onde d’urto nel vento màgnetar circostante che generano raggi X e raffiche radio simultanee”

Plasmoid Ejection by Alfvén Waves and the Fast Radio Bursts from SGR 1935+2154, Yajie Yuan et al 2020 ApJL 900 L21

• le Màgnetar sono oggetti generati dall’esplosione di una Supernova con una probabilità del 10% quando la stella che esplode ha già una veloce rotazione e un forte magnetismo interno

• i Lampi Radio Veloci (FRB) sono brevi ed intensi impulsi radio della durata di pochi millisecondi, in grado di emettere più energia di centinaia di milioni di Soli in un battito di ciglia (scoperti per la prima volta nel 2007)

• gli FRB, sempre rilevati in altre galassie, finalmente è successo che siano stati registrati anche nella Via Lattea e così ora sappiamo che sono provocati anche dalle Màgnetar

lampi radio da una magnetar nella via lattea, Bubbi
rilevato il primo lampo radio veloce nella via Lattea, Aerospacecue (Close-up Engineering), Caterina Triaca
nuovi indizi sulla natura dei sistemi binari a raggi gamma, di Mariasole Maglione perAstrospace.it

Màgnetar esplosa a 50.000 anni luce ha creato disturbi in atmosfera come una Cme

Quando esplode una Màgnetar, emissione di raggi X e gamma!
Nel 2004 SGR 1806-20 nella Via Lattea a 50.000 anni luce, in 2 decimi di secondo ha emesso una quantità di X e gamma che il Sole emette in 150.000 anni!

L’onda magnetica che ha investito l’atmosfera terrestre fino alla quota di 20 km ha causato disturbi alle telecomunicazioni e ai satelliti artificiali. Se la stessa esplosione fosse avvenuta a 10 anni luce di distanza o meno, avrebbe causato un’estinzione di massa e spazzato via il genere umano!

La pasta nucleare delle stelle di neutroni, di Michele Diodati, blog Spazio Tempo Luce Energia
Significato Magnetar, Monica Simonetto

J1818-1607 si trova a 21 anni luce, in prossimità del piano della Via Lattea, e come Màgnetar è una delle più veloci, 1 rotazione in 1,4 secondi. È la trentunesima Màgnetar su 3.000 stelle di Neutroni scoperte, e la quinta Màgnetar che è anche Pulsar!

• se una Màgnetar entro 10 anni luce emettesse un fascio di radiazioni verso di noi, tutta la vita biologica sarebbe istantaneamente vaporizzata

• si ritiene che 1 Supernova su 10 degeneri in Màgnetar

• nell’Universo avvengono 5.000 FRB al giorno, qualcuno anche ripetuto! (FRB 200428)

• in 1 millisecondo un FRB da Màgnetar emette più energia del Sole in una settimana! (Global Science + video sound)

• Le fusioni stellari sono relativamente frequenti: il 10% delle stelle massicce della Via Lattea derivano da tali fusioni!

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Scegli: mostro “magnetico”
o mostro di oscurità?

Doppio trasferimento di massa risparmia il collasso a Buco Nero

Supergigante + Supergigante
Sistema binario super-compatto

L’ammasso stellare Westerlund 1, a circa 16.000 anni luce dalla Terra nella costellazione australe dell’Ara, contiene una delle circa 20 Màgnetar note nella Via Lattea (articolo del 2014). Si chiama CXOU J164710.2-455216

La Màgnetar sotto processo deve essere nata dalla morte esplosiva di una stella di massa pari a circa 40 volte quella del Sole, ma se hai seguito questa serie sulla Polvere di Stelle, dovresti saper obiettare che stelle così massicce dovrebbero collassare in un Buco nero dopo la propria morte, non in una Stella di neutroni, giusto? Infatti hai ragione!

Un’equipe di astronomi europei, utilizzando il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO,
Simon Clark, autore principale dell’articolo, Ben Ritchie (Open University), co-autore, e Francisco Najarro (Centro de Astrobiología, Spagna), ha suggerito che la màgnetar si è formata attraverso l’interazione di due stelle molto massicce, quindi Supergiganti o Ipergiganti, in orbita l’una intorno all’altra in un Sistema Binario così compatto che sarebbe contenuto dall’orbita della Terra intorno al Sole (150 milioni di km, la cosiddetta Unità Astronomica).

In questo sistema, la danza tra due Supergiganti si fa complessa: il trasferimento di massa avviene in due tempi e in direzioni opposte e così facendo risparmia ad una delle due il destino segnato di diventare Buco Nero, poiché le impedisce di crescere troppo, ne aumenta rotazione e campo magnetico in modo tale farla evolvere in Màgnetar.

In breve, è affascinante seguire cosa può essere successo:

• prima la stella più massiccia delle due, A, finendo il combustibile trasferisce strati esterni alla compagna meno massiccia candidata a diventare Buco Nero, B, che ricevendo grandi quantità di materiale ruota sempre più velocemente, e tale rotazione è essenziale per formare il campo magnetico ultra forte della Màgnetar
• poi, B è diventata così massiccia avendo accumulato tutto quel materiale, che a sua volta inizia a perderne parecchio: una parte si perde, una parte torna ad A, che oggi brilla come Westerlund 1-5

Quindi, ricapitolando, la rapida rotazione e questo doppio scambio di materia tra stelle supermassicce, insolito, sono la ricetta per far sì che, in un Sistema doppio, possa nascere una Màgnetar: ha infatti reso Westerlund 1-5 così particolare e ha consentito alla candidata a Buco Nero di diminuire massa così tanto da evitare il destino di mostro buio per diventare invece un mostro magnetico potente e temibile, anche se di vita breve.

Ecco come si formano le Màgnetar, Eleonora Ferroni per Inaf

Le stelle più massicce si formano dal merging di stelle meno massicce

Oppure, semplicemente, Body Building!

MY Camelopardalis (MY Cam), già accennato ad inizio post, nella costellazione della Giraffa, è un “Sistema Binario ad eclissi“: due stelle osservate da Terra vengono eclissate dai reciproci transiti a causa della disposizione del loro piano orbitale. Le 2 stelle in questione sono molto massicce, classe O, colore blu, molto calde e luminose, 38 e 32 M_S. Sono entrambe ancora in Sequenza Principale (MS) e sono molto vicine tra loro, con un periodo orbitale di meno di 1,2 giorni.

Non solo probabilmente si sono originate come sono oggi, quasi a contatto, ma oltretutto il destino sarà il merging, cioè la loro fusione prima che abbiano il tempo di seguire la propria evoluzione, e da tale fusione si formerà un singolo oggetto con una massa superiore a 60 M_S.

MY Cam, l’inizio di un merging stellare, di Corrado Ruscica
Due stelle finiranno per fondersi in una stella supermassiccia, Ruvid per SpaceRef

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A volte sopravvivono

Stella di Neutroni + SMBH o Kerr rapido

Le malcapitate Stelle di Neutroni che si scontrano con un Buco Nero vengono interamente divorate nella gran parte dei casi, a meno che il Buco Nero non sia piccolo (SMBH) o in rapida rotazione (Kerr rapido) – conclusioni dello studio della famosa fusione di Stelle di neutroni GW170817.

La stazza di una stella di neutroni, Bubbi

Nana Bianca in SN Iax

Come già spiegato nel punto 4 e in quello sulle Supernòvae Iax, la Nana Bianca può sopravvivere all’esplosione ed essere espulsa, in tal caso viene detta “stella zombie”.

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IMBH invisibili dal profilo basso, clandestini
C’è chi si maschera e chi si tradisce

Buco Nero Intermedio mascherato da galassia lontana, che danza indisturbato con Stella

IMBH + Stella ordinaria

I Buchi Neri di Massa Intermedia (IMBH, che ricordo hanno tra 100 e 100.000 M_S) sono difficili da scovare perché sono tranquilli e quindi non si fanno notare, e possono essere numerosi.
In questo caso VLA J2130+12, a 7.200 anni luce, veniva scambiato per galassia lontana, e sembrava vicino all’ammasso globulare M15 che si trova a 34.000 anni luce. Si è invece scoperto che è più vicino a noi di 5 volte rispetto all’ammasso.

BN clandestini, passione astronomia

Buco Nero di massa Intermedia che si tradisce divorando stella

IMBH ingoia Stella

I Buchi neri di massa intermedia sono oggetti particolarmente sfuggenti e difficili da scovare perché sono più piccoli e meno attivi rispetto a quelli Supermassicci. La loro stretta gravitazionale, infatti, non è così intensa da trascinare incessantemente a sé stelle o altro materiale cosmico.

La sorgente di radiazione X chiamata 3XMM J215022.4−055108 non risultava al centro di una galassia (dove normalmente si annidano i buchi neri massicci), bensì proviene da un ammasso stellare denso e distante, alle periferie di un’altra galassia lontana oltre 700 milioni di anni luce da noi. Il Buco Nero di massa Intermedia è stato scovato mentre sta divorando una stella che si è avvicinata troppo al suo campo d’azione, e grazie a questo fortuito evento hanno potuto scoprirlo!

Buco nero Intermedio divora stella, Bubbi

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Galassie: merger (fusione)

Se mi stai troppo addosso non ci si può fondere!

Smbh + Smbh =
“Problema del Parsec Finale”
Quando la distanza conta, e non le dimensioni!

Due giganteschi Buchi Neri Supermassicci (Smbh), ciascuno da 800 milioni di M_S, a 2,5 miliardi di anni luce dalla Terra, si trovano in rotta di collisione, al centro di due galassie che potrebbero fondersi. Tuttavia c’è la possibilità che i due Smbh non si fondano, e questo perché c’è troppo poco spazio tra loro per cadere nell’orbita, chiamato “problema del Parsec Finale”: infatti 3,2 anni luce (l’equivalente della misura che si usa in Astronomia, il Parsec) sono una distanza troppo “limitata” per consentire ai due colossi un ulteriore decadimento orbitale.

Quindi cosa succederebbe altrimenti? Semplice, i due Smbh entrerebbero in un’orbita binaria stabile per miliardi e miliardi di anni, senza potersi incontrare.

2 buchi neri in rotta di collisione, Fanpage

• potrebbero esserci circa 112 Smbh in rotta di collisione con ipotetiche onde gravitazionali rilevabili dalla Terra (simulazioni di un team di ricercatori del Dipartimento di Astrofisica dell’ateneo americano, del Faltiron Institute e dello U.S. Naval Research Laboratory)

La coppia che fa il deserto

Smbh + Smbh =
“còre scouring”
fusione che inaridisce e sterilizza

Durante la fusione di 2 galassie, i rispettivi Buchi Neri Supermassicci precipitano verso il cuore (còre), espellendo le stelle dal nucleo. Con ogni fusione successiva i Buchi Neri acquisiscono massa mentre il centro delle galassie si inaridisce perché perde stelle. Trovi così una galassia ellittica con un enorme massa in stelle, ma con un centro con luminosità bassa e molto diffusa, molto più debole rispetto ad altre galassie ellittiche.

Buco nero colossale nel cuore di Abell 85, Universo Astronomia di Barbara Bubbi

• I gas molecolari sono il carburante necessario per formare stelle, ma alimentano anche la crescita dei Buchi Neri Supermassicci

Schianto galattico e gas molecolare, Barbara Bubbi

Offerta Quasar 2 X 1 !

Un Quasar è un Monster di potenza!
E un Quasar DOPPIO allora?!

Hai già compreso dall’episodio precedente cos’è un mostro come un Quasar, un lontanissimo nucleo galattico attivo (Agn) caratterizzato da un enorme Buco Nero Supermassiccio famelico e insaziabile che emette pazzesche quantità di radiazione elettromagnetica. Tuttavia, essendo appunto così indicibilmente lontano, viene confuso spesso con una stella, apparendo come un debole puntino rosso. È difficile notarlo in mezzo a milioni di altri puntini…

Osservarne due vicini allora? Cioè coppie di Quasar?
È possibile, ad esempio quando accade una fusione (merging), perché durante questo evento i 2 enormi Smbh emetteranno ancora più radiazione tanto da eclissare le galassie che li ospitano.

Sdss J141637.44+003352.2 è un doppio quasar costituito da due sorgenti (A e B) distanti 13.000 anni luce l’una dall’altra e posizionate vicino al centro della nuova galassia risultante dalla fusione, la cui luce ha impiegato 4,7 miliardi di anni per giungere fino a noi.

• “un Quasar riesce a mangiare anche la materia equivalente a più di una stella OGNI SECONDO!” (Daniele Gasparri, corso di Astronomia, Lezione 4)

Buco Nero Intermedio? Beccato!

SMBH + SMBH = IMBH

L’evento GW190521 era stato osservato il 21 maggio del 2019, debole al punto da rischiare di passare inosservato. In quella grande fusione (o coalescènza, come si definisce tecnicamente) sono stati coinvolti un Buco Nero Stellare di 66 M_S e un altro più massiccio di circa 85 M_S. Come risultato è nato un nuovo Buco Nero ancora più grande e con una massa stimata in circa 142 volte quella del nostro Sole, quindi di massa intermedia (IMBH, hanno tra 100 e 100.000 M_S), una classe di questi oggetti piuttosto sfuggente, come ormai hai capito.

La scoperta è stata resa possibile dall’osservazione delle onde gravitazionali prodotte dalla fusione dei due Buchi Neri. Questi scontri sono infatti talmente energetici da creare scossoni nello spazio-tempo, producendo increspature che si diffondono alla velocità della luce nell’Universo. Nonostante ciò, vista l’enorme inconcepibile distanza, queste “onde gravitazionali” ci arrivano quando sono ormai estremamente deboli, al punto da essere molto difficili da rilevare.

La prima osservazioni di onde gravitazionali è avvenuta nel settembre del 2015 e da allora, grazie agli osservatori LIGO negli Stati Uniti e Virgo in Italia, gli astrofisici sono diventati sempre più esperti nel catturarle.

Il più grande scontro tra buchi neri mai scoperto, Emanuele Menietti per Il Post

• a settembre 2020 sono circa 70 gli eventi distinti che hanno prodotto onde gravitazionali rilevate

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Calcio gravitazionale

Ciò che “Resta” del nucleo non sempre resta “al centro”

Un bel calcio dall’esplosione!
Cànnonball pulsar

Le Pulsar che nascono da Supernova ricevono un sonoro calcio dall’esplosione. A causa di questo calcio la Stella di neutroni rotante PSR J0002+6216, distante 6.500 anni luce, è schizzata via a 1.127 km/s, mentre la velocità media è 241 km/s!
La sua traccia, ben visibile nell’eccezionale immagine e creata da una coda di particelle lunga circa 13 anni luce, punta direttamente al centro del guscio di detriti dalla Supernova che l’ha creata.

cannonball pulsar, Alessandro Bologna di Spazio Astronomia – Cronache dal Silenzio Community

Anche un Buco Nero Supermassiccio non è immune da un calcio, che credevi?!
Recoiling Smbh (rSmbh)
Buco nero supermassiccio rinculante

Un Buco Nero Supermassiccio (Smbh) può incredibilmente essere sparato via da un calcio gravitazionale. Può succedere se è in corso una fusione tra due galassie, ognuna con il suo Smbh. Il Smbh nato dalla fusione può essere “sparato” via dal centro galattico con velocità tra alcune centinaia e alcune migliaia di km/sec.

Nella situazione più potente (superkick configuration) i due Smbh progenitori hanno massa uguale, alta velocità di rotazione e assi di rotazione allineati al piano orbitale. La potenza è tale che il nostro Smbh può subire un calcio che lo fa schizzare via a 4-5.000 km/sec, lui, il suo disco di accrescimento e l’eventuale ammasso stellare che gli orbita intorno.

CXO J101527.2+625911 è l’rSMBH (recoiling supermassive black hole, cioè “buco nero supermassiccio rinculante”) identificato come oggetto della ricerca, in una galassia ellittica distante 3,9 miliardi di anni luce. In questo caso, con una velocità di 175 km/sec non ha possibilità di sfuggire all’attrazione della sua galassia, quindi piano piano troverà il posto che spetta a lui di diritto cosmico al centro.

Un buco nero supermassiccio sparato via da un calcio gravitazionale, Diodati

• un grande vantaggio di questo tipo di Buco Nero Supermassiccio, il fatto che sia rinculante, è dato dal fatto che, al contrario degli Smbh centrali, esso favorisce la formazione stellare, grazie alla sua posizione decentrata possono nascere più stelle!

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Domande e curiosità

A volte la danza può essere romantica

S2 (una delle stelle del denso ammasso stellare che circonda il Buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, SgrA*) sfrecciando a ben il 3% della velocità della luce, compie un’orbita attorno al Buco nero ogni 16 anni, secondo la previsione della Relatività generale di Einstein che indica nella “precessione di Schwartzschild” orbite a forma di rosetta.

A differenza della maggior parte delle stelle e dei pianeti (che hanno orbite intorno all’oggetto al quale ruotano sempre uguali ad ogni rivoluzione), S2 si muove intorno al Buco nero compiendo un’orbita molto eccentrica la cui traiettoria cambia ad ogni giro, poiché cambia la posizione del punto più vicino al Buco Nero Supermassiccio.

Sboccia una margherita attorno al buco nero centrale, di Giuseppe Fiasconaro per MediaInaf
Orbita di S2 attorno a SgrA*, delle Nane Brune su Watch

Nane Bianche longeve: orologi ingannevoli

Fino a oggi si era sempre ritenuto che tutte le Nane Bianche invecchiassero allo stesso modo e con la stessa velocità. Una recente ricerca (Università di Bologna e Inaf) ha dimostrato che alcune Nane Bianche invecchiano più lentamente di altre perché sono in grado di trattenere un sottilissimo strato di idrogeno H che consente loro di continuare a produrre energia attraverso reazioni termonucleari e quindi permette loro di apparire più giovani!

Questo ovviamente è un pericoloso inganno per gli astronomi, che usano il rapporto età-luminosità/temperatura come un prezioso riferimento, un “orologio naturale”, che però ora sanno che può far sbagliare anche di 1 miliardo di anni, non poco!

Università di Bologna e dell’Istituto nazionale di astrofisica, Jianxing Chen, Francesco Ferraro, Emanuele Dalessandro

Ma quanta fame hai!

Conosci già Ton 618? Buco Nero Supermassiccio “Monstre”:

• 66 miliardi M_S
• diametro 2.606 Unità Astronomiche mentre il Sistema Solare è 80 AU
• ingoia centinaia di pianeti come la Terra al minuto!

Passione Astronomia

Te ne posso segnalare anche un altro niente male, valuta tu!
Nel cuore della galassia J2157, a circa 12 miliardi di anni luce da noi, scoperto per la prima volta nel 2018:

• 8.000 volte più grande del Buco Nero Supermassiccio al centro della Via Lattea
• 34 miliardi di M_S
• raggio dell’Orizzonte degli Eventi vasto 5 volte il Sistema Solare (150 miliardi di km)
• divora l’equivalente di 1 Sole al giorno!
• per confronto pensa che un Quasar divora 1 stella al secondo!

“è come se il Buco nero supermassicio al centro della nostra galassia divorasse due terzi delle sue stelle”…

Astrofisici dell’Università Nazionale Australiana, coordinati da Christopher Onken

Deep Space: Buchi Neri, le ultime novità sui signori oscuri del Cosmo, di Giulia Bonelli per Global Science

Ma i Buchi Neri “quieti” o dormienti come li scoprono?

I Buchi Neri della Via Lattea di solito NON sono impegnati a divorare stelle, e così non emettono raggi X e pertanto sono difficili da individuare: per questo motivo ad oggi sono solo 24 su 100 milioni i Buchi neri galattici identificati con certezza e misurati! Come fanno quindi gli astronomi, se un Buco Nero è “silenzioso”, a scovarlo se non emette raggi X?

Arriva in aiuto un altro sistema completamente diverso, lo “spettroscòpio con telescopio ottico” da 4 metri, LAMOST (Cina nord-orientale, località Xinglong, nordest di Pechino): la misura della “velocità radiale” consente di individuare le stelle che si comportano come se fossero in un sistema binario, orbitando attorno ad un oggetto invisibile, e dove manca la compagna visibile scatta l’allarme perché probabilmente è proprio il nostro Buco Nero! (Lb-1)

Enorme e impossibile: il buco nero che non dovrebbe esistere, le Scienze, fonte Inaf

“Vicino” (cosmicamente s’intende) al centro della Via Lattea esistono migliaia di Buchi neri. Sgr A* è il Buco nero Supermassiccio (Smbh) assoluto incontrastato padrone della nostra galassia:
– entro 3 anni luce, quei cerchietti rossi sono 14 binarie, tra cui anche 2 sorgenti con stelle di neutroni, mentre gli altri 12 probabilmente contengono Buchi neri
– entro 12 anni luce invece, i cerchietti bianchi sono binarie a raggi X ma probabilmente con Nane Bianche

• dagli studi emerge che è probabile esistano attorno a Sgr A* da centinaia fino ad un migliaio di binarie X più deboli e non osservabili, contenenti Buchi neri stellari
• ancora, nel centro della Via Lattea potrebbero annidarsi da 10.000 a 40.000 Buchi neri nascosti

Lo sciame di Sagittarius A, Bubbi

Parole chiave:
“turbolenza” e
“riconnessione magnetica“

Come possono Buchi Neri e Stelle di Neutroni brillare così intensamente di luce?!

È importante conoscere cosa sta realmente accadendo nell’ambiente estremo che circonda i Buchi neri e le Stelle di neutroni (qui, mentre leggi queste parole c’è calma e relax, immagino, mentre laggiù o lassù è caos, fermento, delirio, potenze estreme).

È altresì importante cercare di spiegare la fisica alla base dell’accelerazione delle particelle altamente energetiche emesse, che gli scienziati credono siano elettroni a velocità quasi relativistica (luce), i quali fanno brillare questi oggetti ultracompatti. La materia è assai complessa e richiede sofisticate super-simulazioni con super-computer, tenendo conto di molte variabili.

“La turbolenza e la riconnessione magnetica (un processo in cui le linee del campo magnetico si strappano e si riconnettono rapidamente) cospirano insieme per accelerare le particelle, portandole a velocità che si avvicinano alla velocità della luce”, ha affermato Luca Comisso, ricercatore post-dottorato alla Columbia e primo autore dello studio”.
Alla Riconnessione magnetica ho dedicato un intero episodio della serie “In a nutshell” about Aurora, clicca sul link se vuoi approfondire e avere le idee più chiare.

“La regione che ospita i Buchi neri e le Stelle di neutroni è permeata da un gas estremamente caldo di particelle cariche e le linee del campo magnetico trascinate dai movimenti caotici del gas, guidano una vigorosa riconnessione magnetica“, ha aggiunto. “È grazie al campo elettrico indotto dalla riconnessione e dalla turbolenza che le particelle vengono accelerate alle energie più estreme, molto più alte che nei più potenti acceleratori della Terra, come il Large Hadron Collider del CERN”.

27 11 2019 Una nuova teoria su come i buchi neri e le stelle di neutroni brillano di luce, Luca Comisso (ricercatore post-dottorato alla Columbia e primo autore dello studio) e Lorenzo Sironi, dalla Columbia University, di Phys.org
Brillamenti solari ballerini, di Eleonora Ferroni per Inaf

Ruolo fondamentale del “centro” nell’evoluzione della galassia

Centro Galattico prezioso

Il centro delle galassie gioca un ruolo fondamentale nella loro evoluzione,
nelle zone centrali infatti, come in un film d’azione dei più movimentati, avvengono processi particolarmente violenti (filamenti giganteschi, addensamenti di gas incandescente e campi magnetici davvero fuori scala!).

Tuttavia considera che proprio dove sta il cuore del sistema risulta difficile osservare cosa sta capitando a causa della densa fitta nebbia formata da gas e polveri che ne oscurano la visuale, e se non hai ancora capito quanto la polvere può riuscire a filtrare la luce, addirittura fino a renderla invisibile, ti consiglio una breve deviazione nell’episodio in cui lo spiego…

Nella suggestiva infografica sottostante, che sembra quasi più un quadro impressionista, nella zona centrale più luminosa della Via Lattea, proprio lì si trova il Buco Nero Supermassiccio (Smbh) della nostra galassia. In particolare è stato evidenziato un filamento che emette sia raggi X che onde radio, perpendicolare al piano della galassia e lungo circa 20 anni luce, ma molto sottile: è chiamato G0.17-0.41

Cos’ha di speciale? Ottima domanda!
Proprio lì sta avvenendo un evento di Riconnessione Magnetica: ne ho già parlato all’interno della serie “In a Nutshell” about Aurora, ma ti ricordo solo che durante questo processo, diffuso ovunque nell’Universo, linee di campo magnetico si spezzano e riconnettono con linee adiacenti, e in questo modo l’energia magnetica contenuta si converte in energia cinetica termica e accelerazione di particelle.

La Riconnessione Magnetica in questo caso è responsabile di:

• riscaldamento del plasma interstellare
• accelerazione dei raggi cosmici
• turbolenza interstellare
• formazione di strutture che hanno impatto sulla galassia

Può succedere quando nubi di gas accelerate da esplosioni cosmiche si scontrano con il gas del mezzo interstellare (è simile a quello che succede quando parte il processo di formazione stellare con la formazione di Nubi di Bok se ricordi), e questo accade in seguito a:

• supernòvae
• potenti venti stellari
• eruzioni di plasma da regioni vicine

Nota importante e non scontata per evitare che tu fraintenda: gli eventi di Riconnessione Magnetica sono solitamente deboli e diffusi e non plateali o spettacolari, quindi probabilmente c’è molto altro in gioco!

tutta l’energia del centro galattico, Bubbi: Daniel Wang dell’University of Massachusetts Amherst

Centro di ogni ammasso di galassie!
I getti del Smbh sterilizzano l’ambiente, quelli di un rSmbh invece favoriscono la formazione stellare

Nel Cosmo c’è gran ricchezza di ammassi galattici (raggruppamenti cioè di centinaia o migliaia di galassie tenute assieme dalla gravità), ricchi di gas caldo e materia oscura. Al centro di ciascuno di essi si trova un gigantesco Buco Nero Supermassiccio (Smbh), con fasi di crescita attiva in cui divora impressionanti quantità di materia mentre espelle due potenti getti di plasma in direzioni opposte (esplosivi outburst). In questo caso l’azione di questi jets impedisce o rallenta pesantemente la nascita di stelle perché riscalda eccessivamente i gas, che invece dovrebbero essere sufficientemente freddi.

i getti distruttivi del Buco Nero, Bubbi

• secondo la teoria prevalente oggi, un Buco Nero Supermassiccio centrale tende a sterilizzare e quindi rallentare la formazione stellare
• secondo la stessa teoria, invece, un rSmbh, Buco Nero Supermassiccio decentrato che rincula a causa di un calcio gravitazionale, favorisce un aumento di formazione stellare
• è interessante sapere che la Via Lattea produce in media 1 M_S di nuove stelle all’anno (davvero una cosa ridicola), mentre altre galassie possono produrne centinaia!

un buco nero supermassiccio sparato via da un calcio gravitazionale, diodati

I Buchi Neri crescono tutti allo stesso modo?

Ottima domanda, e la risposta è: decisamente NO! Non solo dipende da quanto sono grandi, ma anche da che parte dell’Universo si trovano. In ogni caso possono crescere con due diverse modalità:
– divorando massa
– oppure fondendosi con altri oggetti per formare Buchi Neri più grandi

• Universo locale e più vicino: BH piccoli crescono divorando materia (quindi per accrescimento), mentre BH più grandi crescono attraverso fusioni con altri Buchi Neri (merger)
• Universo remoto più antico: BH piccoli crescono per fusioni con altri Buchi Neri (merger), mentre BH più grandi crescono divorando materia (per accrescimento)

• Inoltre i BH ingigantiti per accrescimento (divorando materia) ruotano più veloci di quelli ingigantiti per fusione (merger)

crescita dei Buchi Neri, Bubbi

I più vicini a noi

SMBH + Supergigante Blu
Cygnus X-1
Il Buco nero stellare più massiccio tra i più vicini

Cygnus X-1 è il Buco Nero Stellare più massiccio scoperto (esclusi quelli scoperti tramite onde gravitazionali) e tra i più vicini alla Terra, e danza insieme alla stella compagna, una Supergigante Blu che lo alimenta.

Cygnus X-1, MediaInaf

SMBH in Sistema triplo
Le stelle compagne visibili a occhio nudo

Il Buco Nero più vicino alla Terra si trova a 1.000 anni luce, è un Buco Nero Stellare (SMBH) con almeno 4 M_S ed è parte di un Sistema Triplo, si chiama HR 6819 ed le altre due stelle sono visibili ad occhio nudo! Esso non interagisce violentemente con il suo ambiente quindi non si mostra a noi.

“Situato nella costellazione del Telescopio, il sistema è così vicino a noi che le sue stelle sono visibili, dall’emisfero sud, in una notte scura e serena anche senza l’ausilio di un binocolo o di un telescopio”

Petr Hadrava, Accademia delle Scienze della Repubblica Ceca a Praga e coautore della ricerca

Nei pressi di un Buco Nero, Francesco Rea per GlobalScience

• finora scoperti 24 Buchi Neri nella Via Lattea, ma tutti attivi

SMBH + Gigante Rossa
“L’Unicorno“
Il più vicino e tra i più piccoli conosciuti

Il Buco Nero di Massa Stellare chiamato L’Unicorno, nella omonima costellazione a 1.500 anni luce di distanza, si trova ancora all’interno della Via Lattea. Fa parte di un Sistema Binario con Gigante Rossa, la tira e ne distorce la forma (distorsione di marea). La particolarità dell’Unicorno è che ha solo circa 3 M_S, infatti al di sotto alle 5 M_S rientra nel cosiddetto “divario di massa”, non erano previsti Buchi Neri così poco massicci.

“Quando guardi in un modo diverso, che è quello che stiamo facendo, trovi cose diverse”

Kris Stanek, professore di astronomia all’Ohio State e illustre studioso dell’università

Il buco nero è il più vicino alla Terra, tra i più piccoli mai scoperti, di Laura Arenschield per Ohio State News

Quasar Markarian 231
Mrk 231
Il Quasar più vicino con ben 2 Buchi neri

Markarian 231, nucleo di galassia attiva, è particolare perché non solo è il più vicino al nostro pianeta, a 581 milioni di anni luce, ma è anche alimentato da 2 Buchi Neri Supermassicci che orbitano uno attorno all’altro a gran velocità, “binaria stretta di Buchi Neri”. È un esempio di come in generale i nuclei delle galassie attive potrebbero ospitare non uno bensì due Buchi neri Supermassicci, risultato della violenta fusione (merger) di due galassie. Inoltre la scoperta apre la strada alla ricerca sistematica di coppie di Buchi Neri mediante lo studio della radiazione ultravioletta.

Si calcola 150 milioni M_S per il Buco nero primario e 4 milioni M_S per il Buco nero compagno: i due oggetti completano un’orbita, l’uno attorno all’altro, ogni 1,2 anni.

Il gas catturato alimenta il “motore centrale” (il buco nero primario) e crea una serie di perturbazioni che rendono il gas turbolento nella dose corretta per favorire la nascita di nuove stelle.

• questa particolarità della binaria stretta rende Mrk 231 una “galassia starburst” piuttosto attiva: il tasso di formazione stellare risulta 100 volte superiore a quello della Via Lattea

• Esito finale? I 2 Buchi neri si fonderanno (merger) entro poche centinaia di migliaia di anni formando un Quasar con un unico buco nero ma più supermassiccio

Il quasar più vicino con due buchi neri, di Corrado Ruscica per Media Inaf

Il mostro astronomico più spaventoso di tutti… alla fine può evaporare?!?

Anche un Buco Nero alla fine si può dissolvere…

Beh, non è proprio del tutto esatto, ma ho usato un titolo suggestivo per catturare le tue ultime energie prima che scompaiano… In realtà questo destino può accadere:

• soprattutto ai Buchi Neri di Massa Stellare piccola (in quelli grandi è un processo infinitamente lento) e
• quando la radiazione emessa supera quella fagocitata (materia ed energia)

Che vuol dire “evaporare”? Non certo come l’acqua che bolle nella pentola…

Ha a che fare, l’avrai già sentita, con la famosa “Radiazione di Hawking”. Non sto qui certo ad aprire una parentesi che varrebbe da solo un nuovo post, anzi che dico, un nuovo blog, e non sono minimamente attrezzato per questo. Ti dico solo che, molto in soldoni, con il principio di Heisenberg si forma una particella di materia e la sua contraria, una particella di antimateria; la prima si converte in radiazione elettromagnetica ed esce dal BH, mentre la seconda, antimateria, resta all’interno e quando si incontra con un’altra particella di materia entrambe annichiliscono, cioé spariscono (rilasciando un raggio gamma), e così il BH inizia ad “evaporare”.

Estinzione di massa

Solo perché tu sappia che razza di Mostro è una Màgnetar, se non l’avessi ancora capito, ti ricordo che a causa dei lampi di radiazioni potentissimi di questa stella di neutroni dal campo magnetico eccezionale, ogni pianeta entro 1.000 anni luce verrebbe completamente sterilizzato!
Se esplodesse una Magnetar entro 10 anni luce dalla Terra, l’onda magnetica causerebbe l’estinzione di massa e spazzerebbe via il genere umano!
Per fortuna non ce ne sono così vicine, sta quindi tranquillo e tranquilla.

Come si fa a non restare:

• affascinati
• estasiati
• rapiti
• sbalorditi
• attoniti
• senza fiato
• stupefatti
• pietrificati
• inesorabilmente colpiti
• emozionati e commossi
• tremanti
• positivamente terrorizzati

da tali meraviglie cosmiche imponenti ed infinite!
Tutte queste danze costituiscono l’ultimo appuntamento prima di concludere questa serie, con il prossimo post, facendo il punto della situazione, ricordando da dove vengono gli elementi che ci costituiscono.

I miei complimenti più sinceri, se sei arrivato / arrivata
fino in fondo a questo lunghissimo post!
Grazie!

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Dizionario – Legènda

• M_S = masse solari
• MS = Main Sequence, Sequenza Principale
• SN = Supernòva
• NS = Stella di Neutroni
• Nòvae = dal latino, plurale di “Nòva”, si legge “nove”
• PN = Nebulosa Planetaria, costituita da nebulosa e Nana Bianca se presente
• Supernòvae = idem, si legge “Supernòve”
• SN II = Supernòva Due (collasso nucleo stella massiccia)
• SN I = Supernòva Uno (nana bianca collassa in stella di neutroni)
• SMBH = Stellar Mass Black Hole (buco nero di massa stellare)
• IMBH = Intermediate Mass Black Hole (buco nero di massa intermedia)
• Smbh = Supermassive Black Hole (buco nero supermassiccio)
• WD = Nana Bianca

• accretóre = nel sistema dove avviene il vampirismo, è l’oggetto che accresce la propria massa vampirizzando il/la compagno/a binario/a
• “caduta libera”: la condizione di muoversi liberamente in un ambiente in cui la gravità, e nient’altro, sta causando l’accelerazione
• Calcio Gravitazionale = un oggetto (Nana Bianca ma anche intera galassia) può ricevere una potente spinta dall’esplosione di SN oppure dalla fusione in corso, ed essere spinto lontano dal centro
• Candele Cosmiche Standard = nelle SN I c’è un’esplosione che ha una caratteristica sequenza di brillamento e declino, rilasciando sempre la stessa quantità di energia poiché la Nana Bianca supera un preciso limite di massa; così diventa strumento per determinare distanze galattiche
• cannibalismo = due oggetti oggetti entrano in collisione e uno dei due ha la meglio sull’altro
• coalescènza = dal latino “unirsi insieme”, fusione di due corpi astronomici massicci
• donatore = nel sistema dove avviene il vampirismo, è la vittima a cui viene risucchiato materiale dagli strati esterni a causa della forza gravitazionale del/la compagno/a binario/a
• Involucro Comune, CE = complessa dinamica in cui due stelle o resti di SN in un sistema binario condividono l’involucro esterno perso da uno dei due e così facendo accelerano le rispettive evoluzioni ed interazioni
• Màgnetar (la “g” si legge come in “maGma”) = stella di neutroni con un campo magnetico eccezionalmente potente ma che ha vita breve
• Massa: la misura della quantità di materia in un oggetto
• mèrger = fusione violenta di due corpi astronomici massicci
• mèrging = fusione di due galassie
• Nòva = improvviso aumento di luminosità dovuto ad innesco di fusione nucleare, può capitare più volte nella vita di una Nana Bianca e possono passare mesi, anni o decenni tra un innesco e l’altro
• Nòva Nana = Nana Bianca che vampirizza Nana Bruna con improvviso bagliore folgorante
• Nòva ricorrente: una Nòva che si ripete ad intervalli più o meno regolari
• Nòva simbiòtica: presenta eruzioni simili a quelle delle Nòvae ma più lente
• Onde Gravitazionali = increspature nel tessuto Spazio-Tempo causate dalla fusione di oggetti ultracompatti e ultradensi
• Pulsar Redback = pulsar che cannibalizza e tortura la compagna binaria
• Riconnessione Magnetica = processo in cui le linee di campo magnetico si strappano e riconnettono rapidamente, e così facendo, assieme alla collaborazione della turbolenza, accelerano le particelle per portarle a velocità prossime a quelle della luce
• Sistema Binario = sistema composto da due oggetti (stelle, pianeti, asteroidi ma anche galassie) che orbitano l’uno attorno all’altro quindi subiscono la reciproca attrazione gravitazionale, orbitando attorno ad un centro di massa comune, fino al possibile esito di collisione/fusione o vampirismo
• Binaria stretta di Buchi Neri = due Buchi neri che orbitano uno attorno all’altro a gran velocità
• Binarie X = stelle binarie (coppia quindi) che emettono una grossa quantità di radiazioni nella lunghezza d’onda dei raggi X
• Sistema Binario a Eclissi = sistema binario in cui le due stelle periodicamente si eclissano, viste dalla nostra prospettiva, perché una si viene a trovare davanti all’altra durante l’orbita
• Sistema Binario di Corto Periodo = due Nane Bianche così vicine da sembrare fuse in un unico punto luce
• Sistema Binario Super-compatto = due stelle super massicce in orbita stretta
• Sistemi Binari Ultra-compatti = coppie di Nane Bianche che hanno massa molto più bassa di quella ottenibile con la normale evoluzione rispetto ai tempi dell’Universo, per cui subiscono l’influenza di compagne in orbita vicina
• Stella di Neutroni = Resto di Supernova, oggetto ultracompatto e ultradenso; se ruota molto velocemente ed emette fasci di radiazioni elettromagnetiche (X, radio o gamma) viene detta Pulsar; se acquista un campo magnetico eccezionalmente potente viene chiamata Màgnetar (leggi la “g” come in “maGma”)
• Stelle Vampiro = stelle che risucchiano materiale dalla compagna binaria e in questo modo appaiono più giovani e velocizzano la propria evoluzione oppure esplodono superando i limiti di massa
• Stella Zombie = stella che sopravvive alla Supernòva venendo espulsa lontano
• Temperatura cinetica = nel vuoto o salendo di quota negli strati atmosferici superiori, un determinato gas si trova ad essere così rarefatto che le probabilità che le particelle di tale gas si urtino tra loro sono minime. La temperatura cinetica quindi è quella temperatura che avrebbero le particelle se portate a livello della superficie
• transiènti = oggetti astronomici o fenomeni che durano da secondi a giorni, settimane o anche anni, in ogni caso di durata relativamente “breve” rispetto ai tempi cosmici
• Vagabonde Blu = stelle vecchie che però nascono ringiovanite dalla fusione delle vecchissime stelle progenitrici, risultando così molto più giovani della realtà
• vampirismo = tra due oggetti in orbita uno intorno all’altro, il più massiccio inizia a risucchiare materia degli strati esterni dall’altro oggetto
• Variabili Cataclismiche = stella binaria di cui una è una Nana Bianca e l’altra una stella normale che cede gas alla compagna, quindi Nana Bianca accretóre e stella normale donatore (classe di stelle variabili intrinseche)
• Vuoto: l’assenza di tutta la materia, compresa l’aria

interferòmetri (in pratica enormi antenne per la rilevazione delle onde gravitazionali):

• LIGO a Hanford (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)
• Livingston negli Stati Uniti
  interferometri con bracci lunghi 4 km
• Virgo (dal nome dell’ammasso della Vergine)
  interferometro in collaborazione internazionale con bracci di 3 km nel comune di Cascina (PI)
  LSC LIGO Scientific Collaboration: la collaborazione Virgo raggruppa 280 fisici ed ingegneri appartenenti a 20 gruppi di ricerca europei:
  – 6 CNR Francia
  – 8 INFN Italia
  – 2 Nikhef Olanda
  – MTA Wigner RCP Ungheria
  – POLGRAW Polonia
  – Università Valencia Spagna
  – EGO European Gravitational Observatory, laboratorio che ospita Virgo

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Link della serie, Crediti e Link utili

Link della serie

– “Siamo polvere di stelle” 1/4 – corpo umano e ambiente terrestre
(Elementi e chimica: il “continuo ciclo degli elementi tra le sfere terrestri, litosfera, atmosfera, idrosfera, biosfera”)
– “Siamo polvere di stelle” 2/5 – gli elementi nel corpo umano
(4 costitutenti, 7 macro e 39 micro e oligo elementi, di cui 19 essenziali)
– “Siamo polvere di stelle” 3/5_A – l’armonia di sostanze e minerali
(ruoli fisiologici, caratteristiche, funzioni e tossicità delle “vitamine inorganiche” essenziali; “uno per uno i 50”, tutti gli essenziali)
– “Siamo polvere di stelle” 3/5_B – l’armonia di sostanze e minerali
(ruoli fisiologici, caratteristiche, funzioni e tossicità delle “vitamine inorganiche” essenziali; “uno per uno i 50”, i non essenziali ed “elenco dei materiali di Bio-edilizia”)
– “Siamo polvere di stelle” 4/5-ABC dell’Atomo
(breve ripasso di chimica e fisica propedeutico all’evoluzione stellare: atomi, ioni, isotopi, livelli energetici, Quanti e molecole)
– “Siamo polvere di stelle” 4/5-Atomo, approfondimenti
(5 affascinanti approfondimenti sull’atomo: è vuoto? com’è la sua vita? le 4 interazioni fondamentali? si può fotografare? orbite o orbitali?)
– “Siamo polvere di stelle” 4/5 – Tavola Periodica degli Elementi
(ultimo passo propedeutico all’Evoluzione Stellare; non può mancare un breve ripasso della Tavola scientifica più famosa)
– “Siamo polvere di stelle” 4/5 – Tavola Periodica, integrazioni
(non devi assolutamente perderti la PTE del “corpo umano” e il “Chemical Party”, oltre alle Tavole dinamiche e alternative)
– “Siamo polvere di stelle” 5/5_1ob – Evoluzione stellare: origini e nascita
(1ob: dalla nascita all’età adulta, si accende o non si accende questa stella? Primo scoglio delle 0,08 masse solari!)
– “Siamo polvere di stelle” 5/5_2mss – Evoluzione stellare: Sequenza e Sole“
(2mss: Main Sequence and Sun, la stella è diventata adulta entrando nella sua fase di equilibrio. Ecco il secondo scoglio, le 4 masse solari, lo stadio di Gigante Rossa, che però il Sole non supera. Come va a finire per le stelle nane grandi quanto lui o più piccole?)
– “Siamo polvere di stelle” 5/5_3dt – Evoluzione stellare: morte e trasformazione
(3dt – Morte e Trasformazione: le stelle molto più massicce del Sole hanno “le ore sempre più contate”, cosmicamente parlando, e quando esplodono lasciano un testimone davvero eccezionale! Terzo scoglio delle 8 masse solari)

Crediti e link utili

• – supervisione generale del dott. Emilio Pavan (https://instagram.com/dottor_uranium95), che ringrazio, e consulenza su Magnetar da parte del prof. Ivan Spelti e da Dario Orizio
• – Magnetar, astrofisico Lorenzo del gruppo Facebook “Chi Ha Paura Del Buio?“
• – Questa è una magnetar fuori dal comune, di Maura Sandri, MediaInaf
• – Quale meccanismo porta alla formazione di una magnetar? Studio di P. Zhou (University of Amsterdam/Nanjing University), di Mario Giuseppe Guarcello, Inaf – Osservatorio Astronomico di Palermo
• – “Una nuova teoria su come i buchi neri e le stelle di neutroni brillano di luce dalla Columbia University“, PHYS.org
• – Quel Buco Nero non dovrebbe esistere, Redazione Media Inaf
• – Come nasce una Magnetar, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Buco nero colossale nel cuore di Abell 85, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Significato di “Magnetar”, di Monica Simonetto su Facebook
• – Gli astronomi hanno appena rilevato una seconda, epica collisione di stelle di neutroni, di Michelle Starr, ScienceAlert
• – Gli ultimi giorni di V Sagittae, di Marco Malaspina, Media Inaf
• – Due Buchi Neri coinvolti in uno schianto galattico, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – L’ingordigia di una stella vampiro, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – I getti distruttivi del Buco Nero, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Una nana bianca dietro la supernova da record, Le Scienze
• – ‘Vampire’ star sparks brilliant ‘super-outburst’ while gorging on its neighbor, Doris Ellin Urrutia, Space.com
• – Scoperte 98 nane bianche doppie, di Maura Sandri per Media Inaf
• – Nane bianche, un po’ d’idrogeno allunga la vita, Ufficio Stampa Inaf
• – L’insolita fusione di due nane bianche, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Stella a forma di goccia, pulsa da un lato soltanto, Marco Malaspina per MediaInaf TV
• – Stella a forma di goccia, pulsa da un lato soltanto, animation credit Gabriel Pérez Díaz (IAC), NASA/TESS
• – La stazza di una stella di neutroni, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Un buco nero di taglia media ingoia una stella, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Onde gravitazionali e nane bianche, Spazio Tempo Luce Energia di Michele Diodati
• – Una Supernova da record, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Nei pressi di un Buco Nero, di Francesco Rea per Global Science
• – Nane Bianche, Stelle vive e vegete, di Francesca Diodati per Astronomia.com
• – Una Pulsar Micidiale in M92, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Lampi Radio da una Magnetar nella Via Lattea, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – La Crescita dei Buchi Neri, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Le stelle all’origine del Litio, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Una nuova classe di Esplosioni Cosmiche, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Un mostruoso Buco Nero all’alba del Cosmo, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Approfondimento sul buco nero di Cygnus-X1, di Tommaso Massimo Stella su Facebook
• – Spostando Cygnus X-1 più in là, Paola Soletta per Media Inaf
• – Deep Space: Buchi Neri, le ultime novità sui signori oscuri del Cosmo, di Giulia Bonelli per Global Science
• – Coppie di Quasar, di Giuseppe Fiasconaro per Media Inaf
• – Il più grande scontro di Buchi Neri mai scoperto, di Emanuele Menietti per ^IlPost
• – Scoperti due mostruosi Buchi Neri in rotta di collisione, ma si scontreranno davvero? Andrea Centini per Fanpage.it
• – The Astrophysical Journal Letters
• – Una “montagna” alta 13 micron su una stella di neutroni distante 4500 anni luce, blog “Spazio Tempo Luce Energia” di Michele Diodati
• – NASA Goddard’s Scientific Visualization Studio
• – Immagine in evidenza: l’espulsione di blob può causare scoppi di magnetar, Susanna Kohler, AAS NOVA Research highlights from the journals of the American Astronomical Society
• – Plasmoid Ejection by Alfvén Waves and the Fast Radio Bursts from SGR 1935+2154
• – La strana danza di un supermassimo e un peso mosca, Manuela Proietti, Global Science
• – Il Buco nero mascherato da galassia, ecco VLA J2130+12, gruppo Facebook Passione Astronomia
• – Nuovi indizi sulla natura dei sistemi binari a raggi gamma, Mariasole Maglione per Astrospace.it
• – Sbranata da un buco nero, un morso ogni 114 giorni, Marco Malaspina per Media Inaf
• – Una rara esplosione stellare nel cuore della galassia, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Il buco nero è il più vicino alla Terra, tra i più piccoli mai scoperti, di Laura Arenschield per Ohio State News
• – Kes 73 e la sua Magnetar anomala AXP, Cristina Ribeiro su Facebook
• – Tutta l’energia del centro galattico, Universo Astronomia di Barbara Bubbi
• – Gli astronomi potrebbero aver visto una stella ingurgitare un buco nero ed esplodere, di Adam Mann per ScienceNews
• – Onde gravitazionali da una coppia Buco Nero – Stella di Neutroni, Universo Astronomia, Barbara Bubbi
• – Osservato un nuovo tipo di Supernova, di Valentina Guglielmo per Inaf
• – La goccia che fa traboccare la supernova, di Valentina Guglielmo per Media Inaf
• – Nell’Ofiuco si è riaccesa una stella, di Marco Malaspina per Media Inaf
• – 4U 1954+319, una stella di neutroni che ruota molto lentamente, di Corrado Ruscica per AstronomicaMens
• – Un Buco Nero Supermassiccio sparato via da un calcio gravitazionale, di Michele Diodati, Spazio Tempo Luce Energia
• – Outreach Cosmic Ray Activities, InfnOCRA
• – Cosa sono le onde gravitazionali, di Emanuele Menietti per ^ilPost
• – Rilevato il primo lampo radio veloce nella Via Lattea, di Caterina Triaca per Aerospacecue (Close-up Engineering)
• – Una magnetar nella via Lattea fa luce sull’origine dei Fast Radio Burst, di Francesca Cherubini per Global Science
• – Nuovi indizi sulla natura dei sistemi binari a raggi gamma, di Mariasole Maglione per Astrospace.it
• – La scenografica fusione di due stelle di neutroni, di Nichi D’Amico per Media Inaf
• – Gli astronomi hanno appena rilevato una seconda, epica collisione di stelle di neutroni, di Michelle Starr per Science-Alert
• – Osservata onda gravitazionale dalla fusione di stelle di neutroni, Università del Sannio
• – Il quasar più vicino con due buchi neri, di Corrado Ruscica per Media Inaf
• – “Cannonball Pulsar“, di Alessandro Bologna, per il Gruppo Facebook Spazio Astronomia – Cronache dal Silenzio Community e condiviso sul Gruppo facebook Spazio Penultima Frontiera da Stefano Mossa
• – 417 anni fa apparve l’ultima supernova visibile a occhio nudo nella via lattea, astrofisico Matteo Miluzio del gruppo Facebook Chi Ha Paura Del Buio CHPDB
• – Un sistema binario a raggi X simbiotico ha generato un brillamento, di Massimo Luciani, Tachyon Beam
• – Fili magnetici per un arazzo chimato Via Lattea, di Giuseppe Fiasconaro per Media Inaf
• – Common envelope evolution: where we stand and how we can move forward, credits: N. Ivanova, S. Justham, X. Chen, O. De Marco, Friggitrice, E. Gaburov, H. Ge, E.Glebbeek, Z. Han, X.-D. Li, G. Lu, T. Marsh, P. Podsiadlowski, A. Potter, N. Soker, R. Taam, TM Tauris, EPJ van den Heuvel & RF Webbink
• – video time-lapse SN 2018gv in NGC 2525
• – Stelle “Vampiro” che ringiovaniscono, Le Scienze
• – Le stelle ‘vampiro’ non vivono da sole, di Corrado Ruscica per AstronomicaMens
• – Stelle Vampire, di Sandro Ciarlariello per Quantizzando
• – La stella vampiro, di Elena Fanelli per scienzainrete
• – Variabile cataclismica RS Oph, di Albino Carbognani, ricercatore presso INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna (INAF-OAS)
• – Blog “asteroidi e dintorni” dell’astronomo Albino Carbognani
• – Ecco come si formano le Màgnetar, Eleonora Ferroni per Inaf
• – Enorme e impossibile: il buco nero che non dovrebbe esistere, le Scienze, edizione italiana di Scientific American, Mario Lattanzi per Inaf e scoperta del team di Jifeng Liu dell’Accademia Cinese delle Scienze
• – Lo sciame di Sagittarius A*: un nugolo di Buchi Neri al centro della Via Lattea, di Barbara Bubbi, Universo Astronomia
• – Brillamenti solari ballerini, di Eleonora Ferroni per Inaf
• – Sn 1181, mistero risolto dopo otto secoli e mezzo, Laura Leonardi per MediaInaf
• – Sale a 90 il numero di onde gravitazionali registrate da LIGO e Virgo, di Paolo Centofanti per DDAY.it
• – Sboccia una margherita attorno al buco nero centrale, di Giuseppe Fiasconaro per MediaInaf
• – Orbita di S2 attorno a SgrA*, delle Nane Brune su Watch
• – “Le stelle di Neutroni dalla nascita alla morte“, conferenza di Alessandro Drago
• – MY Cam, l’inizio di un merging stellare, di Corrado Ruscica per AstronomicaMens
• – Due stelle finiranno per fondersi in una stella supermassiccia, Ruvid per SpaceRef
• – La pasta nucleare delle stelle di neutroni, di Michele Diodati, blog Spazio Tempo Luce Energia
• – Corso di Astronomia, Lezione 4: l’Universo violento – asteroidi, Supernovae, Pulsar, Quasar, lampi gamma, onde gravitazionali, slidePlayer di Daniele Gasparri
• – Raggi Cosmici, INFN Laboratori del Gran Sasso
• – Le “Vagabonde Blu: stelle bambine in sistemi stellari vecchi”, Università di Bologna
• – “Ma la gravità è davvero un telo deformato dalle biglie?” dal blog Spazio Tempo Luce Energia
• – I tipi di particelle elementari, di Andrea Minini
• – foto di Venere di Dario Orizio su Facebook
• – foto della Luna di Rossana Miani su Facebook (SPF)
• – foto del Sole tra le nuvole di Stefano Mossa su Facebook (SPF)
• – foto di onde concentriche di Simonetta Mearelli
• – foto del peso sui vari pianeti de La Tata Robotica

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