Il telescopio spaziale Einstein Probe, progettato per catturare e analizzare fenomeni transienti a raggi X, ha recentemente individuato un evento senza precedenti. A poco più di un anno dal suo lancio, il sofisticato strumento ha già rilevato oltre dieci sorgenti transienti, ma la più recente scoperta ha lasciato gli scienziati senza parole. Si tratta di un’esplosione fugace di raggi X, generata da un sistema binario estremamente raro: una nana bianca che sta assorbendo materia da una stella Be di sequenza principale.
Einstein Probe individua un outburst X nella Piccola Nube di Magellano
L’inizio della scoperta risale al 27 Maggio 2024, quando i rivelatori del Wide-field X-ray Telescope (Wxt) – uno degli strumenti scientifici a bordo dell’Einstein Probe, sviluppato grazie a una collaborazione tra l’Accademia Cinese delle Scienze (Cas), l’Esa e il Max Planck Institute für Extraterrestrische Physik – hanno intercettato un flusso anomalo di fotoni X provenienti da una sorgente sconosciuta.
L’emissione proveniva da una specifica regione della Piccola Nube di Magellano, una galassia satellite della Via Lattea distante circa 200 mila anni luce. Il comportamento della luce ha confermato che si trattava di un outburst X transiente, ovvero un’esplosione improvvisa di raggi X a bassa energia.
Subito dopo l’identificazione dell’evento, denominato EP J0052, gli scienziati hanno deciso di approfondire la scoperta, puntando verso la sorgente anche il Follow-up X-ray Telescope (Fxt), il secondo strumento scientifico dell’Einstein Probe. Inoltre, l’osservazione è stata supportata da altri potenti telescopi X, tra cui Swift, Nicer e XMM-Newton, che hanno fornito dati preziosi per comprendere l’origine dell’esplosione e analizzarne il comportamento nel tempo.
Una binaria mai vista prima: il mistero di EP J0052
I dati raccolti sono stati analizzati da un team internazionale di astrofisici guidato da Alessio Marino, ricercatore presso l’Institute of Space Sciences di Barcellona e associato Inaf. Dopo un approfondito studio degli spettri X, i risultati sono stati pubblicati sulla rivista The Astrophysical Journal Letters.
L’analisi ha rivelato che il transiente osservato dall’Einstein Probe era un outburst supersoft, una esplosione di raggi X a bassa energia, caratterizzata da un’emissione intensa ma relativamente “morbida”.
Ciò che rende l’evento straordinario non è tanto la natura dell’outburst in sé, ma l’oggetto che lo ha generato. L’osservazione di bordi di assorbimento nelle lunghezze d’onda corrispondenti a 0.63, 0.88 e 1 KeV – indicativi della presenza di azoto, ossigeno e neon nel materiale eiettato – ha confermato che l’origine dell’esplosione è un sistema binario composto da una nana bianca e una stella Be massiccia.
Una coppia stellare letale: il destino di una nana bianca e di una stella Be
In questo sistema binario eccezionale, le due stelle orbitano a distanza ravvicinata, ma la loro relazione è tutt’altro che stabile. L’enorme forza gravitazionale della nana bianca attira materia dagli strati esterni della stella Be, formando un disco di accrescimento attorno all’oggetto compatto.
Man mano che la materia viene inglobata, questa si riscalda e si comprime, fino a innescare una esplosione termonucleare incontrollata sulla superficie della nana bianca. Il risultato è un lampo estremamente luminoso, visibile nella banda X, proprio come quello catturato dall’Einstein Probe.
«Quando abbiamo analizzato i dati, ci siamo immediatamente resi conto che avevamo davanti qualcosa di molto raro», spiega Marino. «Gli spettri X mostravano righe caratteristiche di neon e ossigeno, tipiche di una nana bianca che sta assorbendo materia da una stella compagna. Tuttavia, la compagna in questo caso non è una piccola stella, ma una gigante di tipo Be, probabilmente dieci volte più massiccia del Sole».
Come può una stella morta coesistere con una stella giovane?
La scoperta di EP J0052 ha messo in crisi le attuali teorie sull’evoluzione stellare. Le nane bianche, infatti, sono resti stellari, formatisi dopo miliardi di anni di evoluzione. Le stelle Be, al contrario, sono giovani, calde e molto massicce, con una vita che dura appena decine di milioni di anni.
Come può una stella “morta” trovarsi in coppia con una stella ancora in piena attività? La spiegazione proposta dagli scienziati è che EP J0052 sia il risultato di un’evoluzione binaria complessa.
Secondo le simulazioni, il sistema binario sarebbe nato come una coppia di stelle massicce, con masse rispettivamente di 8 e 6 volte quella del Sole. La stella più massiccia avrebbe rapidamente esaurito il suo combustibile, espandendosi e trasferendo parte della sua massa alla compagna. Dopo questo trasferimento, la stella donatrice sarebbe collassata in una nana bianca, mentre l’altra sarebbe diventata una gigante Be, cambiando completamente le dinamiche della coppia.
«Ora i ruoli si sono invertiti: la nana bianca sta accrescendo materia dalla stella Be, provocando queste esplosioni X intermittenti che abbiamo osservato», spiega Marino.
Un’opportunità unica per studiare il destino delle stelle massicce
Se le ipotesi verranno confermate, EP J0052 rappresenterà uno dei pochissimi casi in cui un’esplosione di raggi X è stata monitorata dall’inizio alla fine, consentendo agli astronomi di seguire in tempo reale l’evoluzione del fenomeno.
L’Einstein Probe, con la sua capacità di rilevare raggi X a bassa energia, si sta rivelando uno strumento insostituibile per individuare e studiare questi fenomeni rari. Grazie a questo telescopio, gli scienziati potrebbero finalmente risolvere molte delle domande aperte sulla vita e la morte delle stelle massicce.
«Questa scoperta è la prova delle straordinarie capacità dell’Einstein Probe, che ci sta permettendo di individuare eventi mai visti prima», conclude Erik Kuulkers, project scientist della missione per l’Esa. «Studiare queste emissioni fugaci ci aiuterà a comprendere meglio i meccanismi di evoluzione stellare, aprendo nuove prospettive sulla fine della vita delle stelle massicce».
