Stella simbiotica TX CVn

[Paolo]

Le simbiotiche sono "bestie" strane... una categoria cosi' variegata che i loro spettri sono molto difficili da raggruppare per caratteristiche comuni. Inizialmente molte simbiotiche sono state confuse con le nebulose planetarie, tanto gli spettri a volte sono simili. Oggi si e' capito che possono essere i progenitori di planetarie bipolari. Somigliano anche alle novae (diverse di loro rientrano non a caso nella categoria delle novae ricorrenti).

Sappiamo che si tratta di sistemi binari a lungo periodo (da 100 a diverse centinaia di giorni) composti da una stella gigante rossa e una nana bianca compatta e caldissima. Il sistema e' circondato da nebulosita' che si origina dalla gigante rossa la cui materia e' espulsa per il vento stellare (oppure per fenomeni legati alla pulsazione). Il quadro e' reso ancora piu' complesso dal trasferimento di materia dalla stella fredda alla nana bianca. Parte del gas emesso puo' infatti essere catturato dalla nana attorno alla quale si viene a formare un cosiddetto "disco di accrescimento". Il gas che arriva sulla superficie della stella puo' innescare reazioni nucleari che sprigionano una grande quantita' di energia. Per questo le simbiotiche sono spesso soggette ad outburst, eventi simili a quelli mostrati dalle novae.

Perche' "simbiotiche"? Il termine nasce dal fatto che nello spettro sono presenti le caratteristiche di entrambe le componenti. Abbiamo quindi un mix di tipiche righe e bande delle stelle fredde di classe spettrale da G a M (es. ferro, ossido di titanio) e di caratteristiche spettrali originabili per la presenza di stelle molto calde. Ci sono anche diverse righe di emissione tipiche delle planetarie (elio, idrogeno, [OIII], [FEVII],...) generate dal gas della nebulosa circostante eccitato dalla radiazione della nana bianca.

La fase simbiotica, in cui si alternano fasi di quiescenza e outburst rappresenta l'ultimo stadio della vita di una binaria. Questa fase dura pochissimo (in scala cosmologica) quindi le simbiotiche sono oggetti abbastanza rari. Se ne conoscono infatti solo qualche centinaia. In alcuni casi, come per la R Aqr, riusciamo perfino ad osservarne la nebulosa.

Riassumendo, la radiazione luminosa che forma lo spettro deriva da:

Stella rossa (continuo e righe di assorbimento)
Nana bianca (continuo e righe di assorbimento)
Shell di gas che circonda il sistema (righe di emissione)
Disco di accrescimento attorno alla nana (continuo, righe di assorbimento ed emissione)

Si comprende bene come sia possibile, data anche la differente natura (casuale) delle componenti, che gli spettri di tali stelle siano cosi' variegati. Consideriamo anche che ulteriori variazioni sono introdotte nelle fasi di outburst.

Una rappresentazione artistica della simbiotica V407 Cyg (nova ricorrente) di David A. Hardy & PPARC:

Una bellissima nebulosa planetaria bipolare generata dalla simbiotica He2-104 osservata dal telescopio spaziale HST (http://apod.nasa.gov/apod/ap990831.html):

Eccoci allo specifico topic. Lo spettroscopista Francois Teyssier ha segnalato al gruppo degli osservatori la notizia che la simbiotica TX Canes Venatici, e' stata trovata recentemente in outburst (ATEL 5761 del 14 gennaio: http://www.astronomerstelegram.org/?read=5761).

Di questa stella e' stato pubblicato un interessante storico che mostra le variazioni di luce dal 1890 al 2000 (http://adsabs.harvard.edu/abs/2000CoSka..30...29S)

TX CVn e' stata quiescente (mag 11.7) per parecchi anni tra fine 1800 e inizio 1900. A partire dal 1920 si sono avuti una serie di outburst con picchi di luminosita' fino a mag 8.5.

Nel presente outburst la TX CVn ha raggiunto mag V 9.9, una luminosita' che lo pone alla portata dello spettroscopio operante (anche se al limite) ad alta risoluzione.

Rispetto a spettri presi negli anni precedenti abbiamo ora una variazione della riga h-alfa, passata in moderata emissione e con un evidente profilo P-Cygni. Queste caratteristiche sono perfettamente visibili nei nostri spettri amatoriali che sono raccolti nel database ARAS:

http://www.astrosurf.com/aras/Aras_Data ... /TXCVn.htm

Un raffronto tra lo spettro preso il 14 apr 2013 (Teyssier, LISA) e quello del 17 gennaio 2014 (Buil, Alpy 600):

Dettaglio della riga H-alfa che mostra il moderato incremento della parte in emissione:

Lo spettro che ho preso la sera della segnalazione (15 gennaio 2014) con il Lhires III e reticolo da 1200 l/mm (R~6000):

Plot in funzione della velocita' radiale (lo spettro e' corretto per la velocita' della Terra attorno al Sole). Sullo zero la lunghezza d'onda dell'idrogeno alfa a riposo (6562.8A):

Il gas che opera l'assorbimento blu-shifted sembra espandersi verso di noi ad una velocita' di circa 300 Km/s (non trovando informazioni non ho considerato l'eventuale velocita' radiale del sistema rispetto al Sole).

Vorrei continuare a seguire questo soggetto interessante ma al momento dalla mia postazione e' osservabile molto tardi (dopo l'una di notte). Le cose andranno meglio piu' avanti quando il cielo primaverile sara' accessibile piu' presto nel corso della notte. Umberto, la TX CVn ora e' alla portata del tuo strumento (mag simile alla UX Ori) e anche gli spettri a bassa risoluzione sono molto interessanti. Prova ad osservarla. La cosa naturalmente vale anche per gli altri amici spettroscopisti!

Ciao
Paolo

[Marco Di Lorenzo]

Bellissima introduzione divulgativa e interessanti osservazioni, Paolo... continuate ad osservarla!

PS: Non avevo mai visto l'immagine Hubble di He2-104 oppure non la ricordavo, grave!

[umberto]

Interessante recensione. Grazie Paolo.Saluti Umberto

[Paolo]

Grazie Marco e Umberto! Non volevo fare un post cosí lungo ma, trattandosi di un argomento nuovo, mi sembrava necessario fare una breve introduzione. Quanto alle planetarie, credo siano gli oggetti piú belli e variegati del cosmo. Peccato la distanza che ci separa non permetta di apprezzare tutto il loro splendore con i nostri piccoli telescopi...

Paolo