13 gennaio 2012
Hubble: Risolto Mistero Legato Ad Una Supernova In Una Vicina Galassia
Immagine della supernova SNR 0509-67.5 vista da Hubble. Credit: NASA/ESA
Cos'è successo 400 anni fa, che ha permesso la creazione di un così spettacolare resto di supernova come questo sopra, e dietro l'evento, i colpevoli erano due o solo uno? Un gruppo di astronomi, usando il Hubble Space Telescope, ha osservato questo resto di una supernova di Tipo Ia per risolvere uno dei più grandi misteri legati ad un particolare tipo di stella chiamata "progenitore".
"Fino ad ora non abbiamo mai saputo davvero da dove questo tipo di supernova avesse avuto origine, nonostante le stiamo studiando da decenni" ha spiegato Ashley Pagnotta, della Louisiana State University, durante la conferenza stampa rilasciata alla 219esima riunione della American Astronomical Society, ad Austin, Texas. "Ma adesso possiamo dire che abbiamo il primo caso definitivo dell'identificazione di un progenitore di Tipo Ia, e sappiamo anche che questo deve aver avuto un progenitore doppio degenerato, è l'unica opzione."
Questa supernova, chiamata SNR 0509-67.5, si trova a circa 170.000 anni luce da noi nella galassia nana Grande Nube di Magellano. Gli astronomi hanno sospettato da molto che due stelle erano responsabili per l'esplosione, come nel caso della maggior parte delle supernove di tipo Ia, ma non erano mai del tutto certi riguardo a cosa ha scatenato l'esplosione. Una possibile spiegazione potrebbe essere che è stata causata da un trasferimento di massa da una stella compagna; in altre parole una stella compagna ha perso molto materiale, rubato da una nana bianca, che quando ne ha avuto troppo, ha scattenato una reazione a catena che ha causato una delle più potenti esplosioni che conosciamo nell'universo, quella delle Supernove di Tipo Ia. Questa via è conosciuta come la via a "singola degenerazione", e sembra essere la più plausibile, comune e preferita spiegazione per molte delle supernove di Tipo Ia.
L'altra opzione è la collisione di due nane bianche, conosciuta come la via a "doppia degenerazione", e sembra essere meno comune ed è una spiegazione meno accettata per le supernove. Per molti astrofisici, questo scenario è sempre sembrato meno probabile perché conosciamo pochi sistemi di doppie nane bianche; in effetti, sembrano essere solo una manciata quelle che abbiamo finora scoperto.
Il problema con la SNR 0509-67.5 è stato che gli astronomi non riuscivano a trovare alcun resto della stella compagna. E' per questo che è stata presa in considerazione l'ipotesi della doppia degenerazione, perché nel caso di una collisione, l'esplosione consuma entrambe le stelle, e non rimane nulla, mentre nel caso di un singolo progenitore, l'altra stella, compagna della nana bianca, sopravvive e resta vicina al sito dell'esplosione.
Quindi, un possibile modo per distinguere tra i vari modelli sui progenitori è sempre stato quello di guardare al centro del resto di una supernova per cercare tracce della stella ex compagna.
"Sappiamo che Hubble ha la sensitività necessaria per rilevare anche i più pallidi resti di una nana bianca che potrebbe aver causato quest'esplosione" ha spiegato Bradley Schaefer, del LSU. "La logica qui è la stessa della famosa citazione di Sherlock Holmes: "quando si è eliminato l'impossibile, qualsiasi cosa rimane, per quanto improbabile, dev'essere vera.""
Nel 2010, Schaere e Pagnotta stavano preparando una proposta per andare alla ricerca di tracce di eventuali stelle compagne rimaste al centro di 4 diversi resti di supernove al centro della "Grande Nube di Magellano", quando poi hanno visto su internet la "Astronomy Picture of the Day" che condivideva una foto presa dal Hubble, del resto della supernova SNR 0509-67.5. Il resto era uno di quello che stavano pensando di esaminare proprio con Hubble.
Dato che la struttura del resto appare molto simmetrica, come una bolla, il centro geometrico può essere determinato abbastanza facilmente. Analizzando poi più in dettaglio la regione centrale, hanno scoperto che era completamente priva di stelle fino limite più pallido degli oggetti rilevabili da Hubble. La giovane età significa anche che qualsiasi stella sia sopravvissuta non ha avuto tempo per spostarsi o andare altrove. Quindi sono riusciti a escludere la possibilità dello scenario singolo, e siamo rimasti solo col modello in cui due nane bianche collidono.
Alcuni dei target dove i ricercatori hanno cercato per eventuali segni della compagna. Credit: NASA/ESA/Schaere/Pagnotta
"Dato che possiamo escludere tutte le possibili singole degenerati, adesso sappiamo che deve trattarsi di una doppia degenerazione" ha spiegato Pagnotta. "La causa della SNR 0509-67.5 può essere spiegata meglio da due nane bianche in una stretta orbita che scendono sempre più vicine, e vicine, come in una spirale verso il centro, finché non esplodono."
Pagnotta ha fatto anche notare che questa supernova è stata più di una normale supernova di Tipo Ia, ma faceva parte di una sottoclasse chiamata 1991t, un caso di supernove straordinariamente brillanti.
Una vecchia pubblicazione del 2010, di Marat Gilfanov del Max Planck Institute for Astrophysics, ha indicato che forse molte supernove di Tipo Ia sono state causate dalla collisione di nane bianche, e questa fu una grande sorpresa per molti astronomi. Inoltre, una pubblicazione riguardo alla recente supernova SN 2011fe, vista in Agosto 2011, esplora proprio la possibilità di un progenitore a doppia degenerazione. Rimane comunque aperta la domanda intorno alla causa primaria delle supernove di Tipo Ia nelle galassie a spirale. Che siano più frutto di collisioni o di materiale strappato da stelle compagne è adesso più che mai un problema da risolvere. Ulteriori studi saranno necessari per portare l'ago della bilancia da una parte o dall'altra.
Schaefer e Pagnotta hanno in mente di continuare le loro indagini sui resti di supernova all'interno della Grande Nube di Magellano.
http://hubblesite.org/pubinfo/pdf/2012/06/pdf.pdf
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2012/06/full/