18 Mag 2019 Getti di Supernova dalle Stelle Primordiali
Secondo un nuovo studio, le prime stelle ad accendersi nel cosmo furono soggette a catastrofiche esplosioni asimmetriche, producendo getti tanto potenti da spedire violentemente nello spazio elementi pesanti, che in seguito entrarono a far parte della seconda generazione di stelle.
Poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang si accesero nell’Universo le prime stelle massicce, e le reazioni termonucleari estreme nel loro cuore iniziarono a forgiare i primi elementi più pesanti, come carbonio, ferro e zinco. Si ritiene che tali stelle primordiali fossero straordinariamente massicce, pertanto destinate a morire in fretta, esplodendo come supernove in tempi brevi. Durante eventi devastanti di questo genere, il nucleo stellare collassa, dando luogo a un buco nero; l’energia gravitazionale del collasso produce un’esplosione che espelle ciò che resta della stella, in modo pressoché sferico, almeno così si riteneva.
I ricercatori hanno scoperto una notevole abbondanza di zinco in HE 1327-2326, una stella “fossile”, appartenente alla seconda generazione di stelle nate nell’Universo. Si ritiene che la stella abbia acquisito una simile quantità di zinco in seguito alla morte di una delle primissime stelle, che esplodendo in modo asimmetrico ha arricchito di elementi pesanti la nube da cui HE 1327-2326 si sarebbe formata. Secondo Anna Frebel del MIT, soltanto grazie a un qualche tipo di meccanismo particolare, come un getto capace di espellere violentemente materiale verso l’esterno, quel materiale avrebbe potuto essere rinvenuto in una singola stella di seconda generazione.
La simulazione mostra l’aspetto delle prime supernove: anzichè sferiche, queste esplosioni potrebbero aver assunto la forma di getti asimmetrici in grado di spedire violentemente elementi come lo zinco (puntini verdi) nell’Universo primordiale Image: Melanie Gonick
“È la prima prova osservativa del fatto che nell’Universo primordiale è avvenuta un’esplosione di supernova così asimmetrica. Questa scoperta sfida le nostre teorie sull’esplosione delle prime stelle”, aggiunge Rana Ezzeddine, a guida dello studio. Nel 2005, quando HE 1327-2326 è stata individuata, si era rivelata la stella più povera di metalli mai osservata, con una concentrazione estremamente bassa di elementi più pesanti di idrogeno ed elio. Tale composizione suggeriva, sin da allora, la sua appartenenza alla seconda generazione di stelle, nata in un periodo primordiale in cui gran parte del contenuto di elementi pesanti dell’Universo doveva ancora essere forgiato dalle successive generazioni stellari.
“Le prime stelle erano così massicce da dover esplodere in supernove quasi immediatamente”, spiega Frebel. “Le stelle più piccole che si formarono come seconda generazione esistono ancora oggi, e mantengono il materiale primordiale residuo delle prime esplosioni stellari”. La stella oggetto dello studio era stata osservata tramite il telescopio Hubble, ricavando dettagliate analisi spettroscopiche, grazie alle quali oggi è stata scoperta nella stella una forte abbondanza di zinco. Grazie al contributo di scienziati giapponesi, specializzati nello sviluppo di simulazioni di supernove e successive generazioni di stelle, i ricercatori hanno scoperto che nessuna delle simulazioni che prevedesse una supernova sferica era in grado di produrre una stella con l’abbondanza di zinco osservata in HE 1327-2326. L’unica simulazione capace di spiegare la particolare composizione chimica di HE 1327-2326 si è rivelata quella che prevedeva l’esplosione di una stella più antica come supernova asferica, formata anzi da getti.
La supernova primordiale dovette essere estremamente catastrofica, con una potenza esplosiva equivalente a circa 10^30 volte quella di una bomba a idrogeno. “Abbiamo scoperto che questa prima supernova fu molto più energetica di quanto si potesse immaginare”, spiega Ezzeddine. I ricercatori concludono che le esplosioni delle prime stelle ultramassicce furono talmente potenti da seminare elementi pesanti nelle nubi circostanti di idrogeno ed elio, favorendo la formazione di stelle più piccole, e in definitiva delle prime galassie.
[ Barbara ]
Nell’immagine rappresentazione artistica di una supernova
Credit: © Korn V. / Adobe Stock
http://news.mit.edu/2019/universe-first-stars-jets-0508
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