Un sistema binario può conservare le tracce della propria storia per centinaia di milioni di anni. È il caso di NGC 362D, individuato nel grande ammasso globulare NGC 362, dove una pulsar al millisecondo è accompagnata da una stella che sta ancora attraversando le fasi iniziali della trasformazione in nana bianca. Il risultato nasce dalla combinazione di osservazioni radio del radiotelescopio sudafricano MeerKAT e immagini d’archivio del telescopio spaziale Hubble.
La ricerca è stata guidata da Greta Ettorre, dell’Università di Bologna e dell’Inaf, insieme a Emanuele Dalessandro. Al lavoro hanno partecipato anche Mario Cadelano, Alessandro Ridolfi, Cristina Pallanca, Paulo C. C. Freire, Vivek Venkatraman Krishnan, Maurizio Salaris, Franca D’Antona e Rouhin Nag.
La storia di NGC 362D è iniziata molto prima della sua osservazione. La stella di neutroni che oggi vediamo come pulsar ha acquisito materia dalla propria compagna durante una lunga fase di interazione. Il materiale trasferito ha portato con sé momento angolare, accelerando progressivamente la rotazione della stella di neutroni: è il processo noto come recycling delle pulsar al millisecondo. La donatrice, invece, ha perso gran parte del proprio involucro, avviandosi verso la formazione di una nana bianca.
MeerKAT ha permesso di individuare la pulsar e di determinarne con precisione la posizione e le caratteristiche orbitali. Questo ha fornito l’aiuto per la ricerca della debole compagna nelle immagini di Hubble. I dati raccolti tra il 2006 e il 2016 in nove filtri, dall’ultravioletto al vicino infrarosso, hanno permesso di ricostruirne le proprietà attraverso il confronto con i modelli di evoluzione stellare.
Il risultato è particolarmente interessante: la compagna possiede una massa di circa 0,18 masse solari ed è ancora una proto-nana bianca di elio, cioè non ha ancora raggiunto la normale fase di raffreddamento delle nane bianche. Secondo i modelli, il trasferimento di materia verso la pulsar si sarebbe concluso circa 600 milioni di anni fa, rendendo questo oggetto la più giovane compagna nana bianca finora identificata in un sistema con una pulsar millisecondo.
Le immagini di Hubble hanno inoltre evidenziato una caratteristica inattesa: nell’ultravioletto la stella appare più debole di quanto previsto. Una possibile interpretazione è la presenza di materiale residuo intorno alla proto-nana bianca, capace di assorbire parte della radiazione.
NGC 362D offre quindi agli astronomi una rara possibilità di osservare una pulsar al millisecondo poco dopo il suo “riciclo”. Come sottolineato da Ettorre e Dalessandro, comprendere questa fase può essere importante anche per interpretare correttamente altri sistemi simili, nei quali l’eventuale materiale residuo potrebbe produrre segnali sia ottici sia radio.
In figura, una rappresentazione artistica di NGC 362D. La pulsar al millisecondo (a sinistra), emette i suoi segnali radio, mentre la giovane proto-nana bianca (a destra), è avvolta dal materiale residuo della fase di trasferimento di massa.
