Un mistero cosmico è stato risolto dagli scienziati dopo 80 anni

Un mistero cosmico che ha tormentato per anni gli astronomi finalmente è stato risolto grazie anche a ricerche andate perdute e finalmente ritrovate di scienziati sovietici. Dobbiamo tornare al 1866 quando l’astronomo italiano Angelo Secchi notò una stranezza in una delle cinque stelle della costellazione di Cassiopea.

Nello specifico la stella centrale, chiamata “Gamma“. Secondo quanto rilevato dall’astronomo, le emissioni di idrogeno di questa stella, invece di essere brillanti, erano scure. Lui lo sapeva bene che questa caratteristica era particolarmente insolita. Per questo creò una classificazione stellare nuova, la Stella Be, per indicare sia la sua temperatura (B) che le sue linee di emissione di idrogeno (e).

Come riportato da Popular Mechanics, “a metà del XX secolo, durante una delle fasi più variabili della stella, in cui la sua luminosità aumentava visivamente ma le sue temperature superficiali crollavano, gli scienziati sovietici furono i primi a modellare il disco stellare come singole masse di gas anziché come un involucro uniforme“.

Questo articolo narra la storia osservativa di gamma-Cas, dalla sua iniziale classificazione come semplice stella Be alla sua moderna identificazione come membro di riferimento di una sottoclasse di binarie che emettono raggi X duri. Ripercorriamo l’evoluzione del suo studio attraverso lo spettro elettromagnetico, evidenziando le scoperte chiave che sono state determinanti nel vincolare i meccanismi fisici che ne guidano il comportamento unico. Particolare attenzione è dedicata all’origine, a lungo dibattuta, della sua peculiare emissione di raggi X duri, sintetizzando le evidenze multi-lunghezza d’onda per presentare il consenso attuale che attribuisce questo fenomeno all’accrescimento su una compagna nana bianca mediato da un forte campo magnetico. Questa rassegna si conclude integrando questi progressi per presentare una narrazione coerente di come si è sviluppata la nostra comprensione.

Il mistero cosmico risolto

Yaël Nazé dell’Università di Liegi, autrice principale del recente studio pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics, in merito a questo mistero cosmico, ha affermato: “Per decenni, numerosi gruppi di ricerca si sono impegnati a fondo per risolvere il mistero della proteina gamma-Cas. E ora, grazie alle osservazioni di alta precisione di XRISM, ci siamo finalmente riusciti“.

Le linee di raggi X provenienti dal plasma ultra-caldo e la fluorescenza del materiale più freddo mostrano spostamenti Doppler coerenti con il moto orbitale, non della stella Be stessa, ma della sua compagna di bassa massa (precedentemente identificata come una nana bianca). Questa prima prova di moto orbitale per il plasma che emette raggi X duri lo collega in modo univoco allo scenario di accrescimento sulla compagna nana bianca. Il modesto allargamento delle linee indica inoltre che la fluorescenza si verifica sulla superficie della nana bianca ed esclude la generazione di raggi X nelle regioni interne di un disco di accrescimento. I nostri risultati identificano γ Cas e i suoi analoghi come la classe di sistemi binari, precedentemente sfuggente ma a lungo prevista, composta da una stella Be e una nana bianca. L’identificazione dell’origine dei raggi X duri provenienti da γ Cas e dai suoi analoghi, che rappresentano circa il 10% delle stelle Be di tipo iniziale, fornisce un input fondamentale per i modelli di sintesi di popolazione dell’evoluzione dei sistemi binari massicci.

“Riteniamo che la chiave stia nel comprendere esattamente come avvengono le interazioni tra le due stelle“, ha precisato la Yaël. “Ora che conosciamo la vera natura di gamma-Cas, possiamo creare modelli specifici per questa classe di sistemi stellari e aggiornare di conseguenza la nostra comprensione dell’evoluzione binaria“.