Un team di astronomi ha scoperto una stella molto particolare, una stella morta che si sta raffreddando e che gradualmente si indurisce e cristallizza. Si tratta di una nana bianca composta principalmente da carbonio e ossigeno metallico e si trova a soli 104 anni luce di distanza dalla Terra. Il profilo temperatura-massa della stella suggerisce che il suo nucleo si stia quindi trasformando in un ‘diamante cosmico’ costituito da carbonio cristallizzato e ossigeno.
La cristallizzazione delle nane bianche
Le nane bianche sono stelle morte dove la materia è altamente compressa. Si tratta di stelle deboli, in cui il carburante è esaurito ma che brillano ancora per il calore residuo. Nel corso del tempo, si raffreddano e dovrebbero evolversi in nane brune, quando perdono tutto il loro calore e diventano un grumo freddo di carbonio cristallizzato.
Secondo i calcoli questo processo richiede molto tempo, cioè circa un quadrilione di anni e, poiché l’Universo ha solo circa 13,8 miliardi di anni, non ci aspettiamo di osservare una stella di questo tipo tanto presto. Possiamo però andare a caccia dei segni della cristallizzazione che iniziano nei nuclei delle nane bianche visibili.
Durante la cristallizzazione, gli atomi di carbonio e ossigeno all’interno della nana bianca smettono di muoversi liberamente e formano legami chimici, disponendosi in un reticolo cristallino. Durante questo processo viene rilasciata energia, che si dissipa sotto forma di calore. Il rilascio di energia rallenta il raffreddamento delle nane bianche. Tale rallentamento si può osservare nel colore e nella luminosità della stella, facendola apparire più giovane di quanto non sia in realtà.
La scoperta della stella che si sta trasformando in un diamante cosmico
Alexander Venner, dell’Università del Queensland meridionale in Australia, ed il suo team internazionale di astronomi stavano utilizzando i dati del telescopio spaziale Gaia dell’ESA, per cercare sistemi stellari, identificando le stelle la cui associazione con altre potrebbe non essere chiara.
Grazie a sistemi come Gaia infatti, oggi siamo in grado di sapere con precisione quanto è lontana una stella e possiamo quindi misurarne la luminosità con precisione. Utilizzando i dati di Gaia, gli astronomi hanno scoperto che una nana bianca scoperta di recente era gravitazionalmente legata a quello che si pensava fosse un sistema di tre stelle, chiamato HD 190412.
La scoperta di questa nana bianca, ora denominata HD 190412 C, ha dunque trasformato la tripletta in una quartetto e le sue proprietà suggeriscono che la stella sia entrata in fase cristallizzazione e si stia trasformando in un diamante cosmico. Anche se non abbiamo però la certezza che il cristallo bianco e duro che si sta trasformando al suo interno sia o meno un diamante.
Le altre tre stelle nel sistema hanno permesso al team di stimare l’età della nana bianca in fase di cristallizzazione, cosa che non era mai stata fatta prima per una nana bianca in questo stadio. L’età del sistema è di circa 7,3 miliardi di anni, mentre l’età della stella che sta diventando un diamante cosmico, sembra essere di circa 4,2 miliardi di anni. La discrepanza è di 3,1 miliardi di anni, suggerisce dunque che la cristallizzazione ha rallentato il tasso di raffreddamento della nana bianca di circa 1 miliardo di anni.
Potrebbe non essere un evento raro
La scoperta di questa stella e la sua vicinanza alla Terra suggeriscono che potrebbero esserci molti altri sistemi simili che possiamo utilizzare per confrontare e comprendere questo affascinante processo.
Come affermano infatti i ricercatori, “proponiamo che la scoperta di questo sistema a soli 32 parsec (circa 104 anni luce) suggerisca che sistemi simili a Sirio contenenti nane bianche cristallizzanti siano probabilmente numerosi. Concludiamo che la scoperta del sistema HD 190412 ha aperto una nuova strada per comprendere la cristallizzazione delle nane bianche”.
Ph. crediti: Travis Metcalfe e Ruth Bazinet, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
