Non lontano da noi, a 134 anni luce, c’è una debole fiammella, che come calda cenere illumina fiocamente lo spazio circostante. È una nana bianca ancora fumante dopo la sua formazione, avvenuta meno di 100 milioni di anni fa. La maggior parte di questi oggetti sono i nuclei collassati delle stelle a bassa massa, e poiché la maggior parte delle stelle sono a bassa massa, quasi tutte (97%) finiscono la loro vita sotto forma di nane bianche. Ma questo caso è diverso.
Le nane bianche fondano la loro esistenza sulla meccanica quantistica. Le stelle fondono elementi per rilasciare pressione termica utile a contrastare la gravità. Quando stelle di piccola massa non trovano le condizioni per la fusione, la gravità compatta i loro nuclei fino a quando gli elettroni vengono impacchettati praticamente uno accanto all’altro. Il principio di esclusione di Pauli impone che essi non possano condividere lo stesso stato energetico. Quindi gli elettroni mal si adattano a questa situazione e tenderebbero ad andare a livelli sempre più alti, aumentando il loro moto attorno ai nuclei. Questo fornisce una pressione che supporta il nucleo e gli impedisce di collassare sotto l’effetto della gravità.
Quello che ne risulta è un oggetto che è tanto più piccolo quanta più massa possiede. Questo perché si deve contrarre per avere abbastanza pressione elettronica per evitare il collasso. La massa, sia ben chiaro, non può tuttavia essere troppa. Infatti, quando gli elettroni cominciano a raggiungere velocità prossime a quelle della luce non possono andare oltre e non possono generare abbastanza pressione per prevenire la distruzione. Questo vale in linea di principio.
Se si ha a che fare con una coppia di nane bianche che orbitano assieme e queste si fondono, viene superato il limite di Chandrasekhar, oltre il quale si ha un runaway nucleare e la stella esplode. Ma se i genitori delle nane bianche sono stelle nane, il prodotto della loro fusione potrebbe non essere abbastanza massiccio per sfuggire al suo destino. Un esempio di questo tipo è stato trovato da Kevin Burdge del Caltech. Osservò un oggetto fra il catalogo delle nane bianche che variava la sua luminosità e ruotava ogni 7 minuti. La maggior parte delle nane bianche ruota per ore, non minuti. Tuttavia, qualsiasi nana bianca che sia il prodotto di una fusione gira più rapidamente. E una stella che gira velocemente dovrebbe produrre un campo magnetico estremo, cosa che trovarono e che risultava essere pari a un miliardo di volte più forte di quello terrestre. La cosa curiosa era anche che questa nana bianca era estremamente piccola, di poco più grande della Luna, con un diametro pari a 4300 chilometri. Vi ricordate? Più piccole=più massicce. Ed infatti le piccole dimensioni suggeriscono che questa è anche la nana bianca più massiccia conosciuta. Si stima infatti che sia circa un terzo più massiccia del Sole: tra 1.327 e 1.365 masse solari, a seconda della sua composizione. Ma è possibile che sia in regime di stabilità oppure che sia ancora in fase di collasso?
Dipende da dove si trova il limite di Chandrasekhar. Questo limite è di circa 1,37 masse solari. In questo caso la massa dipende in realtà da ciò di cui è fatta la nana bianca. E, se una nana bianca è vicina al collasso e gli elementi stanno iniziando a fondersi nel suo nucleo, allora la composizione sta cambiando. E di conseguenza il limite. Inoltre, i nuclei degli elementi più pesanti di una nana bianca possono catturare elettroni, privando la nana bianca della loro pressione esterna e accelerando così il collasso gravitazionale. E mentre gli elementi più pesanti sono inizialmente sparsi, si depositano nel nucleo della nana bianca per poche centinaia di milioni di anni e accelerano la cattura elettronica che va in conflitto con la cristallizzazione del nucleo della nana bianca mentre si raffredda. Infatti gli stessi atomi pesanti in grado di catturare elettroni possono anche produrre neutrini che sfuggono facilmente alla gravità della nana bianca, portando via energia con loro. Se una nana bianca si raffredda abbastanza, il suo nucleo si solidifica, congelando in un reticolo stabile contro il collasso.
