Una supernova sorprendente

Le supernove sono tra i fenomeni più violenti dell’Universo: drammatiche esplosioni che segnano il termine della vita di alcuni tipi di stelle. Queste esplosioni rilasciano immense quantità di energia, tanto che alcune possono essere osservate dalla Terra ad occhio nudo, diventando per breve tempo più luminose di tutti i milioni di stelle contenute nelle galassie in cui si trovano.

Esistono diversi tipi di supernove. Gli astronomi le classificano in base alle loro caratteristiche osservabili, che forniscono indizi sulla loro origine. Tra le più note ci sono quelle di tipo Ia. Quando una nana bianca, stadio finale di una stella simile al Sole, assorbe materiale da un’altra stella vicina o si fonde con un’altra nana bianca, la sua massa cresce fino a diventare instabile e avviene un’esplosione. Poiché questi eventi producono una luminosità caratteristica, possono essere utilizzati dagli astronomi come “candele standard” per misurare grandi distanze nell’Universo.

Altre supernove sono prodotte quando stelle molto massicce esauriscono il loro combustibile, e la fusione nucleare al loro interno volge al termine. In seguito il centro della stella collassa e gli strati esterni vengono espulsi con violenza, provocando un’esplosione di supernova, mentre il centro implode, formando una stella di neutroni o un buco nero.

Ma ci sono anche supernove più luminose e più durature. Gli astronomi le chiamano supernove superluminose (SLSN), e sono molto più rare. Un team internazionale di ricercatori ha utilizzato il Gran Telescopio CANARIAS (GTC) per osservare una di queste supernove. La ricerca ha rivelato un comportamento sorprendente, perché questa supernova ha mostrato un iniziale aumento della luminosità che poi ha scemato per pochi giorni per poi ricominciare a salire molto più intensamente. Gli scienziati hanno effettuato altre osservazioni al fine di cercare di spiegare l’origine del fenomeno.

“Le supernove superluminose sono fino a cento volte più energetiche di quelle di tipo Ia, perché possono rimanere luminose anche per sei mesi, prima di scemare”, spiega Mathew Smith, un ricercatore dell’Università di Southampton e autore dello studio, i cui risultati sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters. “Dai nostri dati, abbiamo cercato di determinare se questo comportamento fosse una caratteristica unica di questo oggetto, o fosse comune a tutte le supernove superluminose, ma non è stato osservato prima, il che è perfettamente possibile data la loro natura imprevedibile”, dice lo scienziato.

Questo nuovo oggetto intrigante, dal nome criptico di DES14X3taz, è stato scoperto nel dicembre 2014 dalla Dark Energy Survey, un progetto internazionale che esamina il cielo notturno, per effettuare misure di precisione di oltre 300 milioni di galassie. L’obiettivo di questa survey è quello di indagare sull’espansione dell’Universo e trovare indizi sulla natura dell’energia oscura.

Una volta che DES14X3taz era stata identificata come possibile supernova superluminosa, è stata osservata con il GTC, per più di due notti di osservazione, il 26 gennaio e il 6 febbraio 2015. Grazie a queste osservazioni Smith ed i suoi collaboratori hanno potuto ricostruire l’evoluzione della luminosità di DES14X3taz quasi dal momento della sua rilevazione. Hanno anche determinato la sua distanza, circa 6,4 milioni di anni luce.

Gli astronomi hanno concluso nel loro studio che la spiegazione più plausibile è che il meccanismo che ha causato questa supernova sia stato la nascita di una “magnetar”, una stella di neutroni che ruota molto rapidamente sul suo asse. Nei dati, il picco iniziale di luminosità è seguito da un rapido calo. Questo è coerente con l’emissione di un enorme bolla di materiale nello spazio circostante, con raffreddamento rapido via via che si espandeva in dimensione.

“Riteniamo che una stella molto massiccia sia collassata per formare una magnetar. Durante il processo, avviene la prima esplosione, che espelle nello spazio quantità di materiale equivalente alla massa del nostro Sole, e questo dà origine al primo picco di luminosità. Il secondo picco si crea quando la stella collassa per formare la magnetar, un oggetto molto denso in rapida rotazione in grado di riscaldare il materiale espulso nella prima esplosione. Questo riscaldamento è ciò che genera il secondo picco di luminosità”, spiega Smith.

Un altro mistero su questo nuovo tipo di supernova è che, fino a poco tempo fa, tutti gli esempi sono stati rilevati in piccole galassie a bassa metallicità (basso contenuto di elementi pesanti), e questo non è ancora ben compreso. “Si tratta di una parte del mistero di questi oggetti”, dice Smith, e aggiunge che tra le priorità future, dovremmo rilevare un maggior numero di supernove superluminose per osservarle e avere maggiori chiarimenti sulla natura di questi oggetti estremi.

[ Barbara Bubbi ]

http://phys.org/news/2016-07-scientists-superluminous-supernova.html

Credit: NASA