Sulla base dei risultati di un'indagine sulla velocità radiale, Warren Brown, (Smithsonian Astrophysical Observatory) e il suo team hanno inserito qualche altro pezzo nel puzzle della supernova.
Le supernovae sono disponibili in molti gusti. Ci sono il Tipo Ia, le “candele standard” di cui tutti hanno sentito parlare; e ci sono i tipi Ib e Ic, che coinvolgono anche sistemi binari. Abbiamo anche supernove di tipo II che si ritiene siano il collasso del nucleo di singole stelle supermassicce. Ci sono anche supernove super-luminose, che potrebbero essere la conversione esplosiva di una stella di neutroni in una stella di quark, e infine le cugine deboli del gruppo, le supernove sottoluminose con prestazioni inferiori.
Le supernove sottoluminose sono un raro tipo di esplosione di supernova 10-100 volte meno luminosa di una normale SN di tipo Ia ed espellono solo il 20% in più di materia. Brown e il suo team hanno studiato la connessione tra le supernove sottoluminose e la fusione di coppie di nane bianche.
Negli anni '80, sulla base della nostra comprensione teorica dell'evoluzione stellare e binaria, si prevedeva che sarebbero esistite molte nane bianche doppie vicine. Tuttavia, non è stato fino al 1988 che il primo è stato effettivamente scoperto.
Il modo per trovare doppie nane bianche ravvicinate consiste nel prendere spettri ad alta risoluzione della linea di assorbimento H-alfa di una nana bianca in diversi momenti e cercare la variazione causata dal movimento orbitale della nana bianca attorno a un invisibile (dimmer) compagno. Le prime ricerche sistematiche non ebbero molto successo. È stato trovato un solo sistema. Quindi, durante gli anni '90, Tom Marsh e collaboratori hanno concentrato la loro ricerca su nane bianche di piccola massa, che, sulla base delle teorie attuali, potrebbero _solo_ essere formate in un sistema binario. In questo modo sono stati trovati una dozzina di sistemi in più.
Le nane bianche (WDs) di massa estremamente bassa (ELM) con meno di 0,3 masse solari sono i resti di stelle che non hanno mai acceso l'elio nei loro nuclei. L'Universo non è abbastanza vecchio per produrre WD ELM per evoluzione di una singola stella. Pertanto, i WD ELM devono subire una significativa perdita di massa a volte nella loro evoluzione. La produzione di WD con 0,2 masse solari richiede molto probabilmente sistemi binari compatti.
'Queste nane bianche hanno attraversato un drammatico programma di perdita di peso', ha affermato Carlos Allende Prieto, astronomo presso l'Instituto de Astrofisica de Canarias in Spagna e coautore dello studio. 'Queste stelle si trovano in orbite così strette che le forze di marea, come quelle che fanno oscillare gli oceani sulla Terra, hanno portato a enormi perdite di massa'.
I dati osservativi per i WD ELM sono piuttosto difficili da trovare a causa della loro rarità. Ad esempio, dei 9316 WD identificati nello Sloan Digital Sky Survey, meno dello 0,2% ha masse inferiori allo 0,3 solare.
Metà delle coppie scoperte da Brown e dai suoi collaboratori si stanno fondendo e potrebbero esplodere come supernova tra 100 milioni di anni o più.
'Abbiamo triplicato il numero di sistemi di nane bianche conosciuti', ha detto l'astronomo dello Smithsonian e coautore Mukremin Kilic. “Ora possiamo iniziare a capire come si formano questi sistemi e cosa potrebbero diventare nel prossimo futuro”. A differenza delle normali nane bianche fatte di carbonio e ossigeno, queste sono fatte quasi interamente di elio.
'La velocità con cui le nostre nane bianche si fondono è la stessa delle supernove sotto-luminose, circa una ogni 2.000 anni', ha spiegato Brown. 'Anche se non possiamo sapere con certezza se le nostre nane bianche che si uniscono esploderanno come supernove sotto-luminose, il fatto che i tassi siano gli stessi è altamente suggestivo'.
Almeno il 25% di questi WD ELM appartiene ai vecchi componenti del disco spesso e dell'alone della Via Lattea. Questo aiuta gli astronomi a sapere dove cercare SNe sottoluminosi e dove è improbabile trovarli, se i modelli sono corretti. Se la fusione dei sistemi ELM WD sono i progenitori delle SNe sottoluminose, la prossima generazione di sondaggi come la Palomar Transient Factory, Pan-STARRS, Skymapper e il Large Synoptic Survey Telescope dovrebbe trovarli tra le vecchie popolazioni di stelle sia ellittiche che a spirale galassie.
I documenti che annunciano la loro scoperta sono disponibili online all'indirizzo: http://arxiv.org/abs/1011.3047 e http://arxiv.org/abs/1011.3050 .
