Recenti osservazioni effettuate con il Very Large Telescope (Vlt) dell’Osservatorio australe europeo (Eso) in Cile hanno rivelato la morte esplosiva di una stella quasi “in diretta”, potendo così svelare la forma dell’esplosione nella sua veloce fase iniziale. Un’osservazione di grande aiuto per rispondere alle domande su come le stelle massicce esplodano come “supernove”.
Quando è stata rilevata l’esplosione della supernova identificata dalla sigla SN2024ggi, nella notte del 10 aprile 2024, Yi Yang, assistente all’Università Tsinghua di Pechino, era appena arrivato a San Francisco e sapeva che doveva agire rapidamente. Dodici ore dopo aveva già inviato una proposta di osservazione all’Eso, che è riuscito a puntare il telescopio Vlt sulla supernova solo 26 ore dopo la rilevazione iniziale.
The supernova SN 2024ggi in the NGC 3621 galaxy
“La geometria di una supernova fornisce informazioni fondamentali sull’evoluzione stellare e sui processi che portano a questi fuochi d’artificio cosmici”, spiega Yang. I meccanismi esatti alla base delle esplosioni di supernova delle stelle massicce con una massa superiore a otto volte quella del Sole, sono ancora oggetto di dibattito. E la SN2024ggi ne è un classico esempio: il suo astro progenitore era una stella supergigante rossa, con una massa da 12 a 15 volte quella del Sole e un raggio 500 volte maggiore.
Durante la sua esistenza, una stella mantiene la sua forma sferica grazie a un equilibrio molto preciso tra la forza gravitazionale, che tende a comprimerla, e la pressione di radiazione generata dal suo motore nucleare interno, che tende invece a espanderla. Quando esaurisce la sua ultima fonte di combustibile, il motore nucleare inizia a perdere potenza. Nelle stelle più massicce, il nucleo della stella morente collassa, i gusci di materia che lo circondano cadono su di esso e rimbalzano. Questo shock si propaga verso l’esterno, distruggendo la stella in poche decine di secondi: è la supernova.
Quando lo shock attraversa la superficie stellare, sprigiona immense quantità di energia: la supernova diventa quindi molto luminosa e osservabile fino a distanze di milioni anni luce. Durante una fase molto rapida, è possibile studiare la forma iniziale della supernova prima che l’esplosione interagisca con il materiale che circonda la stella morente. Questo è proprio ciò che gli astronomi sono riusciti a effettuare per la prima volta, utilizzando lo strumento Fors2 applicato al Vlt e che è in grado di fornire informazioni sulla geometria dell’esplosione grazie a una tecnica chiamata “spettropolarimetria”. Anche se la stella che esplode appare come un singolo punto, la polarizzazione della sua luce contiene indizi nascosti sulla sua geometria.
Così, gli astronomi hanno scoperto che l’esplosione iniziale aveva la forma di un’oliva. Man mano che l’esplosione si è propagata verso l’esterno ed è entrata in collisione con la materia circostante la stella, la forma si è appiattita, lasciando invariato l’asse di simmetria.
“Questi risultati suggeriscono un meccanismo fisico comune che guida l’esplosione di molte stelle massicce verso una simmetria ben definita, che agisce su larga scala”, ha dichiarato Yang. “Questa scoperta ridefinisce la nostra comprensione delle esplosioni stellari”, ha affermato il coautore e astronomo dell’Eso Ferdinando Patat. “E ci ricorda che la curiosità, la collaborazione e l’azione rapida possono confermare le nostre intuizioni sulla fisica che modella l’Universo”.
Nella figura di apertura, immagine di fantasia della forma iniziale dell’esplosione come supernova di una stella massiccia.
