01 Set 2019 La Magnifica Evoluzione di Cassiopeia A
Nel corso dei suoi due decenni di operatività, l’Osservatorio spaziale a raggi X Chandra della NASA ha catturato molte immagini spettacolari di fenomeni cosmici, ma una delle più impressionanti riguarda il resto di supernova Cassiopeia A. I dati di Chandra hanno permesso agli astronomi di studiare l’evoluzione dell’oggetto nel corso del tempo e di rivelare la distribuzione di elementi essenziali alla vita, espulsi in seguito all’esplosione stellare.
Localizzato a 10.000 anni luce dalla Terra, nella costellazione di Cassiopea, il resto di supernova Cassiopeia A rappresenta ciò che rimane di quella che un tempo era una gloriosa stella massiccia, morta nel corso di una violenta esplosione. Consiste di una stella di neutroni e del guscio di materiale circostante, espulso durante l’agonia finale della stella. Cas A è piuttosto giovane, si ritiene che la luce della sua esplosione abbia raggiunto la Terra circa 340 anni fa.
Una supernova come questa rappresenta la morte drammatica di una stella massiccia collassata sotto il peso della sua stessa gravità. La stella morente espelle gli strati esterni nello spazio nel corso di un’esplosione che per breve tempo fa sfigurare il bagliore dell’intera galassia in cui risiede. L’onda d’urto generata dall’esplosione rende i detriti stellari brillanti a molte lunghezze d’onda, in particolare in banda X. Poco dopo il lancio nello spazio dell’osservatorio a raggi X Chandra nel 1999, gli astronomi hanno puntato il suo sguardo verso Cas A. L’immagine ricavata ha permesso di individuare per la prima volta la stella di neutroni residuo dell’esplosione.
Sin da allora, Chandra ha osservato varie altre volte Cas A, rivelando la sua evoluzione nel corso del tempo e permettendo agli astronomi di capire come il gas incredibilmente caldo (circa 10 milioni di gradi Celsius) si espande verso l’esterno. I dati in banda X sono stati combinati con i dati del telescopio Hubble, rivelando così delicate formazioni filamentose di gas più freddo, con temperatura di 11.000 gradi Celsius. Il video pubblicato dal team di Chandra, visibile QUI , mostra le osservazioni di Cas A relative al periodo dal 2000 al 2013.
La regione del resto di supernova più esterna, in blu, evidenzia l’onda d’urto in espansione che produce emissione di raggi X, e in cui le particelle sono accelerate a energie immense. Man mano che l’onda d’urto procede verso l’esterno a velocità di 18 milioni di chilometri all’ora, incontra il materiale circostante e rallenta, generando una seconda onda d’urto di ritorno, chiamata “reverse shock”, solitamente più debole e più lenta. Tuttavia, un team di astronomi guidato da Toshiki Sato del Goddard Space Flight Center della NASA ha individuato onde d’urto di ritorno che appaiono luminose e in movimento veloce, a circa 8-15 milioni di chilometri all’ora. Questi insoliti fronti d’urto inversi sono dovuti probabilmente al fatto che l’onda d’urto originale incontra addensamenti di materiale circostante che la portano a rallentare più velocemente, trasferendo energia al reverse shock e rendendolo più rapido e luminoso.
I dati di Chandra hanno permesso anche di rivelare la distribuzione di elementi essenziali alla vita espulsi in seguito all’esplosione, indizi sui processi che hanno portato la stella ad esplodere e molte altre informazioni. Le esplosioni di supernova sono una fonte fondamentale di elementi pesanti che vengono forgiati nelle condizioni estreme prodotte durante questi eventi. Il gas arricchito da questi elementi viene restituito al mezzo interstellare e può servire per nuove generazioni di stelle e pianeti.
Nell’immagine Cassiopeia A ripresa in banda X e in luce ottica. I dati di Chandra mostrano la posizione di vari elementi nel residuo dell’esplosione: silicio (in rosso), zolfo (in giallo), calcio (in verde), ferro (in viola). L’onda d’urto derivante dall’esplosione è visibile come anello esterno blu. I dati nell’ottico del telescopio Hubble sono in tonalità dorata.
Credit X-ray: NASA/CXC/RIKEN/T. Sato et al.; Optical: NASA/STScI
http://chandra.si.edu/photo/2019/firstlight/index.html
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