14 Apr 2020 Una Supernova da Record
Gli astronomi dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, hanno annunciato di aver scoperto una supernova davvero eccezionale: la più brillante, la più energetica e forse la più massiccia mai identificata. L’energia esplosiva di SN2016aps si è rivelata 10 volte più intensa rispetto a quella di una normale supernova. La detonazione stellare ha rilasciato quantità insolitamente elevate di energia sotto forma di radiazione, probabilmente a causa dell’interazione tra i detriti rilasciati dalla detonazione e un guscio di materiale precedentemente espulso da una stella almeno un centinaio di volte più massiccia del Sole.
Si ritiene che SN2016aps sia un rarissimo esempio di supernova a instabilità di coppia pulsazionale (Pulsational Pair Instability Supernova). In casi come questo le stelle massicce diventano così calde nei loro nuclei che l’energia è convertita in materia e antimateria. Ciò causa un’esplosione che soffia via gli strati esterni della stella e lascia il nucleo intatto. Il processo può ripetersi per decenni prima della colossale esplosione finale. Ma SN2016aps sfoggia un’altra caratteristica straordinaria: potrebbe derivare dalla fusione tra due stelle massicce, avvenuta prima dell’esplosione. “SN2016aps è singolare sotto molti aspetti”, afferma Edo Berger, tra gli autori dello studio. “Non soltanto è la più brillante fra quelle che abbiamo visto, ma ha diverse proprietà e caratteristiche che la rendono rara in confronto ad altre esplosioni stellari nel cosmo”. Il team ha identificato per la prima volta la supernova nel 2016, in una galassia distante 4,6 miliardi di anni luce da noi, utilizzando dati del progetto Panoramic Survey Telescopes and Rapid Response System (Pan-STARRS). Analisi condotte sui quattro anni successivi, grazie ai dati di molteplici telescopi, hanno permesso di tracciare l’evoluzione dell’oggetto e il suo significativo rilascio di energia.
Le immagini di archivio hanno rivelato una curva luminosa crescente fin dal Dicembre 2015, permettendo al team di comprendere meglio la natura dell’esplosione. In una tipica supernova la radiazione in luce visibile rende conto di appena l’un percento dell’energia totale dell’esplosione, ma questo evento ha irradiato circa il 50 percento della sua energia esplosiva, facendo sì che SN2016aps abbia sfoggiato una tale luminosità da offuscare le normali esplosioni di supernove di 500 volte. “L’incredibile rilascio di energia di questa supernova suggerisce che la stella progenitrice fosse straordinariamente massiccia. Alla sua nascita, questa stella deve aver avuto una massa almeno 100 volte quella del Sole”, spiega Berger.
“Abbiamo determinato che negli anni finali prima di esplodere la stella ha espulso un guscio massiccio di gas man mano che pulsava violentemente. La collisione dei detriti derivanti dall’esplosione con questo guscio massiccio ha provocato l’incredibile bagliore dell’evento. Essenzialmente, ha gettato benzina sul fuoco”. SN2016aps aveva in serbo un’altra sorpresa per gli scienziati: livelli elevati di idrogeno gassoso. Le stelle massicce tipicamente perdono gran parte del loro idrogeno tramite violenti venti stellari molto prima di iniziare a pulsare. Una simile quantità di idrogeno suggerisce che due stelle massicce si siano fuse insieme prima dell’evento, e che l’idrogeno appartenesse alla stella più piccola. “La nuova stella creata dalla fusione era abbastanza piena di idrogeno e abbastanza massiccia da innescare l’instabilità di coppia”, spiega Berger.
Non soltanto SN2016aps si è rivelata la supernova più potente ad oggi, ma anche quella di più lunga durata. “L’abbiamo scoperta oltre tre anni fa e la stiamo ancora osservando: di solito possiamo osservare una supernova per pochi mesi”, aggiunge Berger. Per render conto di una supernova così durevole e brillante, la stella esplosa deve aver espulso un guscio di materiale pari a circa la metà della sua massa, prima della detonazione. Quando l’esplosione ha raggiunto il guscio più esterno a velocità di circa 4600 chilometri al secondo, si è creata un’emissione estrema di radiazione. “Nella Via Lattea, che ha sperimentato molte esplosioni di supernova durante la sua esistenza, non vediamo in realtà stelle come questa. Pertanto l’unico modo che abbiamo per studiarle è scoprirle quando esplodono in altre galassie”, conclude Berger. “Questo è il motivo per cui le supernove a instabilità di coppia sono così rare. Le condizioni perché avvengano sono così speciali da poter essere raggiunte soltanto da una stella su decine di migliaia”. Esplosioni super-energetiche di questo tipo possono aiutarci a comprendere meglio le dinamiche in atto nelle stelle iper-massicce che si ritiene esistessero agli albori del cosmo. I risultati dello studio sono pubblicati su Nature Astronomy.
Nell’immagine rappresentazione artistica di SN2016aps
Credit: M. Weiss
https://www.cfa.harvard.edu/news/2020-06
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