14 Dic 2021 Dettagli di Supernova
Nuove analisi di dati del Very Large Telescope dell’ESO rivelano con dettaglio senza precedenti la distribuzione del materiale espulso nello spazio durante l’esplosione di una stella massiccia. Studi come questo sono fondamentali per comprendere la creazione e la diffusione degli elementi pesanti nell’Universo.
La supernova oggetto dello studio, SNR 0540-69.3, è esplosa nella Grande Nube di Magellano, una piccola galassia a circa 160.000 anni luce dalla Terra. La detonazione stellare ha generato una pulsar, una densa stella di neutroni altamente magnetizzata in rapida rotazione, mentre una colossale onda d’urto impattava sullo spazio circostante, a velocità superiori a 8 milioni di chilometri all’ora. Attorno alla stella di neutroni è rimasto il fantasma dell’esplosione: un guscio di gas caldo del diametro di 40 anni luce. La pulsar rilascia quantità immense di radiazione X e particelle ad alta energia ed è immersa in nubi magnetizzate di particelle energetiche che hanno un diametro di qualche anno luce.
Le nuove osservazioni mostrano la distribuzione del materiale espulso con dettaglio senza precedenti, rivelando due nuove scoperte: un vasto anello di ossigeno circostante le regioni più interne del resto di supernova e un misterioso addensamento di idrogeno, diverso da quanto osservato in ogni resto di supernova studiato dagli astronomi. I ricercatori hanno ricavato una mappa tridimensionale della distribuzione dei materiali espulsi, sotto forma di anelli e addensamenti che possono fornire preziose informazioni sulla stella progenitrice e sui meccanismi dell’esplosione. Mappe come questa consentono ai ricercatori di testare i modelli teorici relativi alle esplosioni di supernove.
La distribuzione tridimensionale del materiale espulso da SNR 0540-69.3 è evidenziata da vari colori. L’ossigeno è visibile in grigio, mentre l’idrogeno in azzurro e rosso. È stato aggiunto un anello rosso per riferimento. Credit: Josefin Larsson
“Il materiale espulso ha viaggiato per un migliaio di anni: si è liberamente espanso fin dall’esplosione”, spiega Josefin Larsson dell’Università di Stoccolma, a guida dello studio. “Questo resto ci parla delle condizioni della stella nel momento dell’esplosione”. I risultano evidenziano insolite asimmetrie e una miscela di elementi forgiati ed espulsi durante gli eventi di supernova. “Quello che osserviamo nell’esplosione è un miscuglio di elementi. La struttura originale della stella è distrutta, ed è chiaramente non simmetrica”. Durante la loro evoluzione le stelle creano gli elementi pesanti fino al ferro nel loro nucleo. Quando una stella esplode, il nucleo più interno collassa a formare una stella di neutroni o un buco nero, ma gli strati esterni di zolfo, argon, ossigeno e idrogeno, tra gli altri, si mescolano tra loro e vengono espulsi nello spazio come una “distribuzione asimmetrica di anelli e addensamenti”.
Gli astronomi hanno osservato anelli di materiale espulso in un piccolo numero di altri resti di supernova, ma il caso particolare di SNR 0540 aggiunge nuove informazioni, rivelando strutture su piccola scala nelle regioni più interne del resto. Anche l’origine dell’addensamento di idrogeno è interessante. “Fa parte del materiale diffuso durante l’esplosione?”, si chiede Larsson. “Oppure è stato espulso dagli strati esterni di una stella compagna?”. Le esplosioni di supernove come questa sono fondamentali per studiare la diffusione degli elementi pesanti nell’Universo. “Senza stelle e supernove avremmo essenzialmente soltanto idrogeno ed elio nel cosmo”, conclude Larsson. Lo studio è pubblicato su Astrophysical Journal.
Nell’immagine rappresentazione artistica di una supernova creata da una stella massiccia
Credit: NASA, ESA, G. Bacon (STScI)
https://phys.org/news/2021-12-star-self-destruction-shown-3d-revealing.html
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