Nuove stelle scoperte dal satellite Tess della Nasa

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Prima luce di Tess sulla fisica stellare, trovate cinque stelle rare di tipo “roap”. Usando tecniche di astrosismologia, un team internazionale di astronomi ha analizzato le pulsazioni di un sottocampione di 5mila stelle, delle 32mila osservate nei primi due mesi di operazioni scientifiche del satellite Tess della Nasa, scoprendo ben cinque stelle rapidamente oscillanti. Lo studio è stato accettato per la pubblicazione su Mnras

Impressione artistica del satellite Tess della Nasa. Crediti: NASA’s Goddard Space Flight Center.
Impressione artistica del satellite Tess della Nasa. Crediti: NASA’s Goddard Space Flight Center.

Usando tecniche di astrosismologia – la scienza che studia la struttura interna delle stelle attraverso l’interpretazione delle loro pulsazioni e del loro spettro – un team internazionale di scienziati ha cercato le pulsazioni di un sottocampione di 5mila stelle, delle 32mila osservate nei primi due mesi di operazioni scientifiche del Transiting Exoplanet Survey Satellite della Nasa (Tess). In questo campione, i ricercatori hanno trovato cinque stelle rare rapidamente oscillanti (denominate roAp, acronimo di rapidly oscillating Ap). I risultati dello studio sono in corso di pubblicazione nella rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Tra i dati delle stelle del campione, il team ha trovato la roAp più veloce, che completa una pulsazione ogni 4.7 minuti. Due di queste cinque stelle sono risultate particolarmente difficili da comprendere alla luce delle nostre attuali conoscenze: una perché risulta essere più fredda di quanto teoricamente previsto per una stella di questo tipo, l’altra perché mostra una frequenza di pulsazione inaspettatamente alta.

La prima autrice del lavoro, Margarida Cunha dell’Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, spiega l’importanza di studiare queste stelle: «I dati di Tess mostrano che meno dell’un per cento di tutte le stelle di tipo A risultano essere stelle rapidamente oscillanti, ossia stelle roAp. Tuttavia, la scoperta di questi oggetti rari può contribuire notevolmente allo sviluppo di modelli corretti di evoluzione stellare, perché le stelle roAp sono banchi di prova unici per la modellizzazione dei processi fisici responsabili della segregazione degli elementi chimici, come la diffusione atomica e la levitazione radiativa».

Impressione artistica di una stella Ap rapidamente oscillante (roAp) che ne evidenzia la complessità. La diversità dei fenomeni fisici che si verificano negli strati esterni, rende le stelle roAp banchi di prova ideali per la modellizzazione della fisica stellare. Crediti: Victoria Antoci (Stellar Astrophysics Center, Università di Aarhus).
Impressione artistica di una stella Ap rapidamente oscillante (roAp) che ne evidenzia la complessità. La diversità dei fenomeni fisici che si verificano negli strati esterni, rende le stelle roAp banchi di prova ideali per la modellizzazione della fisica stellare. Crediti: Victoria Antoci (Stellar Astrophysics Center, Università di Aarhus).

In seguito a un’analisi approfondita di 80 stelle, che già si sapeva fossero chimicamente peculiari, il team ha anche trovato 27 nuove variabili rotazionali Ap e ne ha derivato i periodi di rotazione, in base alle variazioni di luminosità durante la rotazione della stella.

Per Daniel Holdsworth, dell’Istituto Jeremiah Horrocks dell’Università del Lancashire, le osservazioni di Tess «ci permettono di studiare questo raro tipo di stelle che pulsano in modo omogeneo. Questo ci consente di confrontare una stella con un’altra senza dover trattare i dati in modo particolare. Inoltre, le osservazioni a tutto cielo di Tess ci permetteranno di scoprire molte nuove stelle roAp e stelle Ap che non pulsano, consentendoci di testare e perfezionare lo stato dell’arte dei modelli teorici di pulsazioni in stelle Ap».

Per sette stelle roAp, precedentemente note da osservazioni a Terra, sono stati raccolti dati fotometrici di alta precisione. Per quattro di queste stelle, è stato possibile impostare vincoli sull’angolo di inclinazione della stella e sull’obliquità magnetica. «La corretta modellazione di questi processi fisici», aggiunge Margarida Cunha, membro del comitato direttivo del Tess Asteroseismic Science Consortium (Tasc), «è tra gli obiettivi più impegnativi affrontati nella ricerca sull’evoluzione stellare. La scoperta di nuove stelle roAp da parte di Tess, così come i nuovi dati che il satellite sta fornendo sulle stelle roAp precedentemente scoperte da Terra, saranno fondamentali per raggiungere questo obiettivo».

Variazione della luminosità della stella roAp TIC 237336864 osservata dal satellite Tess. Si vede che la luce della stella varia su due scale temporali caratteristiche. Crediti: Daniel Holdsworth (Jeremiah Horrocks Institute, U. del Central Lancashire).
Variazione della luminosità della stella roAp TIC 237336864 osservata dal satellite Tess. Si vede che la luce della stella varia su due scale temporali caratteristiche. Crediti: Daniel Holdsworth (Jeremiah Horrocks Institute, U. del Central Lancashire).

«È emozionante avere a disposizione stelle roAp e Ap più brillanti», conclude Victoria Antoci, del Centro Astrofisico Stellar dell’Università di Aarhus, «che possiamo osservare anche da Terra con telescopi di piccole e medie dimensioni, più accessibili. Per comprendere pienamente la fisica di queste stelle è importante non solo misurare le loro variazioni di luce ma anche determinare il loro campo magnetico e la composizione chimica nelle loro atmosfere esterne. Queste stelle hanno campi magnetici molto forti, fino a 25 kiloGauss: un valore che è circa 250 volte più forte di un magnete del frigorifero, che è dell’ordine di 100 Gauss».

Questi nuovi risultati sono stati resi possibili solo grazie al satellite Tess, che osserva le stelle continuativamente per periodi di almeno 27 giorni, al di fuori dell’interferenza dell’atmosfera terrestre. Osservazioni che, dalla Terra, non sono ovviamente possibili.

Per saperne di più: Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo: “Rotation and pulsation in Ap stars: first light results from TESS sectors 1 and 2” di M. S. Cunha et alì

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