Supernovae Ia: davvero candele standard?

di

Mauro Maestripieri

Le stelle che esplodono come supernovae Ia giocano un ruolo importante nella misurazione dell'universo e vengono utilizzate per scoprire l'esistenza dell'energia oscura. Sono abbastanza grandi per essere viste a grandi distanze e quindi sono utilizzabili come candele standard, oggetti dei quali è nota la luminosità.

Il premio nobel 2011 per la fisica è stato consegnato proprio per la scoperta dell'accelerazione dell'universo ottenuta tramite le supernovae Ia, tuttavia c'è un fatto ancora abbastanza imbarazzante riguardo i sistemi che le innescano.

Ci sono due modelli molto diversi per spiegare l'origine delle supernovae Ia, e diversi studi supportano entrambi i modelli. Oggi l'evidenza sembra dire che entrambi sono corretti.Le supernovae Ia originano dalle nane bianche, il nucleo denso di stelle morte. Le nane bianche sono anche chiamate stelle degeneri a causa del fatto che sono supportate da una pressione degenere.

In un modello di supernova, una nana bianca sottrae materiale ad una stella compagna prima di raggiungere una dimensione che innesca le reazioni nucleari, inizio dell'esplosione. Nel secondo modello, due nane bianche si fondono ed esplodono. Il primo modello dovrebbe mostrare il gas sottratto alla stella compagna, il secondo no.

Lo studio di 23 supernovae è stato mirato alla ricerca di questo gas intorno al resto, che dovrebbe essere presente solo in sistemi del primo tipo di spiegazione. Le esplosioni più potenti tendono ad accompagnarsi a sistemi con questo gas, ma soltanto una piccola frazione di supernovae mostra questa componente. Il resto sembra provenire da un processo del secondo tipo.

Ci sono in definitiva due tipi di ambienti, con e senza gas, entrambi trovati intorno a supernovae Ia. Questo ha importanti implicazioni per la misura dell'energia oscura e l'espansione dell'universo. Se ci sono due meccanismi differenti che producono le supernovae Ia, allora i due tipi vanno calcolati separatamente nella misura delle distanze cosmiche.

Ma se i processi sono simili, come è possibile che l'effetto sia lo stesso al punto da poter utilizzare queste esplosioni come candele standard? Ancora non c'è risposta. Fonte: Harvard Center for Astrophysics  08/05/2012

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SN 2010jl, supernova superbrillante con spiegazione

Il 3 novembre 2012 una supernova è stata scoperta nella galassia UGC 5189A, posta a 160 milioni di anni luce da noi. Tramite di dati della All Sky Automated Survey Telescop alle Hawaii gli astronomi hanno determinato che la supernova è esplosa ai primi di ottobre 2010.

Questa immagine composita della galassia mostra i dati X di Chandra in colore porpora ed i dati ottici di Hubble in rosso, verde e blu. SN 2010jl è la sorgente molto brillante in X vicina alla parte superiore della galassia. Un team di ricercatori ha utilizzato Chandra per osservare la supernova a dicembre 2010 e di nuovo ad ottobre 2011.

In spettro visibile la supernova è stata dieci volte più luminosa di una tipica supernova risultante dal collasso di una stella massiva. Ci sono differenti spiegazioni per questa luminosità, come l'interazione con un denso guscio di materia intorno alla stella esplosa, oppure la radioattività risultante da una supernova instabile oppure ancora l'emissione alimentata da una stella di neutroni con un atipico campo magnetico.

Le prime osservazioni di Chandra mostrano come la radiazione X dall'esplosione sia stata fortemente assorbita da un guscio di gas denso intorno alla supernova. Questo guscio è stato formato dal gas soffiato via dalla stella massiva prima di esplodere.

Seconde osservazioni mostrano un minore assorbimento di radiazione X, ad indicare che l'onda d'urto ha spezzato il guscio che circondava la stella. Il gas ha una temperatura altissima, maggiore di 100 milioni Kelvin: la materia intorno alla supernova è stata riscaldata e ionizzata dai raggi X generati. Fonte: Chandra Harvard 15/05/2012