Gli scienziati scoprono una supernova che supera tutte le altre


Una supernova almeno due volte più luminosa ed energica, e probabilmente molto più massiccia di qualsiasi altra ancora registrata, è stata identificata da un team internazionale di astronomi, guidato dall’Università di Birmingham.


Il team, che comprendeva esperti di Harvard, Northwestern University e Ohio University, ritiene che la supernova, soprannominata SN2016aps, potrebbe essere un esempio di una rarissima supernova “pulsational pair-instability”, forse formata da due stelle massicce che si sono fuse prima dell’esplosione. I loro risultati sono stati pubblicati su Nature Astronomy.

Un tale evento esisteva solo in teoria e non è mai stato confermato (finora) da osservazioni astronomiche.

Il Dr. Matt Nicholl, della School of Physics and Astronomy e dell’Institute of Gravitational Wave Astronomy dell’Università di Birmingham, è l’autore principale dello studio.

Egli spiega: “Possiamo misurare le supernovae usando due scale: l’energia totale dell’esplosione e la quantità di quell’energia che viene emessa come luce osservabile, o radiazione.

In una tipica supernova, la radiazione è meno dell’1% dell’energia totale”. Ma in SN2016aps, abbiamo scoperto che la radiazione era cinque volte l’energia dell’esplosione di una supernova di dimensioni normali. Questa è la maggiore quantità di luce che abbiamo mai visto emessa da una supernova”.

Per diventare così luminosa, l’esplosione deve essere stata molto più energica del solito. Esaminando lo spettro della luce, il team è stato in grado di dimostrare che l’esplosione è stata alimentata da una collisione tra la supernova e un massiccio guscio di gas, sparso dalla stella negli anni prima che esplodesse.

“Mentre molte supernove vengono scoperte ogni notte, la maggior parte si trova in galassie massicce”, ha detto il dottor Peter Blanchard, della Northwestern University e coautrice dello studio. “Questa si è subito distinta per ulteriori osservazioni perché sembrava essere in mezzo al nulla. Non siamo stati in grado di vedere la galassia in cui è nata questa stella fino a quando la luce della supernova non si è affievolita”.

Il team ha osservato l’esplosione per due anni, fino a quando non si è attenuata all’1 per cento del suo picco di luminosità. Usando queste misure, hanno calcolato che la massa della supernova era tra 50 e 100 volte maggiore del nostro sole (masse solari). Tipicamente le supernove hanno masse comprese tra 8 e 15 masse solari.

“Le stelle con una massa estremamente grande subiscono violente pulsazioni prima di morire, scuotendo un gigantesco guscio di gas. Questo può essere alimentato da un processo chiamato instabilità della coppia, che è stato un argomento di speculazione per i fisici negli ultimi 50 anni”, dice il dottor Nicholl. “Se la supernova ha il tempismo giusto, può raggiungere questo guscio e rilasciare un’enorme quantità di energia nella collisione. Pensiamo che questo sia uno dei candidati più convincenti per questo processo, e probabilmente il più massiccio”.

“SN2016aps conteneva anche un altro puzzle”, ha aggiunto il dottor Nicholl. “Il gas che abbiamo rilevato era per lo più idrogeno, ma una stella così massiccia di solito avrebbe perso tutto il suo idrogeno attraverso i venti stellari molto prima di iniziare a pulsare. Una spiegazione è che due stelle leggermente meno massicce di circa 60 masse solari si erano fuse prima dell’esplosione. Le stelle di massa inferiore tengono il loro idrogeno più a lungo, mentre la loro massa combinata è abbastanza alta da innescare l’instabilità della coppia”.

“Trovare questa straordinaria supernova non poteva arrivare in un momento migliore”, secondo il professor Edo Berger, un coautore dell’Università di Harvard. “Ora che sappiamo che esplosioni così energiche si verificano in natura, il nuovo telescopio spaziale James Webb della NASA sarà in grado di vedere eventi simili così lontani che potremo guardare indietro nel tempo alla morte delle primissime stelle dell’Universo”.

La Supernova 2016aps è stata rilevata per la prima volta nei dati del Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS), un programma di rilevamento astronomico su larga scala. Il team ha anche utilizzato i dati del telescopio spaziale Hubble, degli osservatori Keck e Gemini, alle Hawaii, e degli osservatori MDM e MMT in Arizona. Altre istituzioni che hanno collaborato sono state l’Università di Stoccolma, l’Università di Copenhagen, il California Institute of Technology e l’Istituto di Scienze del Telescopio Spaziale.

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