Nelle scorse settimane un gruppo internazionale di ricercatori – fra cui Paolo Mazzali, dell’Osservatorio di Padova (Istituto Nazionale di Astrofisica) e della Scuola Normale Superiore di Pisa – ha annunciato la scoperta di un nuovo tipo di Supernova, l’oggetto celeste più luminoso, che ha origine nelle fasi finali della vita di una stella. La scoperta apre nuove possibilità di studio dell’evoluzione stellare e in particolare della produzione di elementi pesanti da parte delle stelle. Il metodo di studio sviluppato potrebbe inoltre portare a nuovi interessanti risultati, come ha dichiarato a ilsussidiario.net lo stesso Mazzali.
Dottor Mazzali, innanzitutto bisogna chiarire i termini del lavoro: di cosa si tratta quando si parla di Supernovae?
Una Supernova (SN) è l’esplosione che segna la fine della vita di alcuni tipi di stelle. Sono eventi molto rari (in una galassia come la nostra, che contiene centinaia di miliardi di stelle, ne avviene una ogni circa 20-30 anni). Sono però eventi molto luminosi: una SN può essere comparabile in luminosità a un’intera galassia.
Esistono metodi di classificazione delle Supernovae e quali criteri si utilizzano?
La classificazione delle SN avviene in base al loro spettro (la misura dell’intensità della radiazione emessa o assorbita rispetto a tutte le lunghezze d’onda, ndr). È un residuato storico, come molte cose in astronomia. Le SN si dividono in Tipo I, che non hanno idrogeno (H) nello spettro, e tipo II, che invece mostrano righe di assorbimento di H. I due tipi poi si subclassificano ulteriormente in altri sottogruppi (si veda la scheda cliccando qui, ndr).
Cosa ha di particolare la vostra scoperta?
La SN che abbiamo scoperto, anche se classificabile come Ib, pare non appartenere a nessuno dei due tipi fisici descritti: è stata scoperta in una regione esterna a una galassia ellittica, dove non esistono stelle giovani: le SN core-collapse vengono solo da stelle massicce e quindi giovani; non ha né la massa né la luminosità di una SN Ia, escludendo anche quest’ipotesi. In realtà gli elementi prodotti sono consistenti con il bruciamento di He. Questo potrebbe verificarsi in almeno due casi distinti.
Quali?
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1) Una stella di massa abbastanza piccola da evitare il collasso del core (quindi meno di circa 8 masse solari) ma troppo massiccia per formare una nana bianca di C e O (quindi più di circa 6 masse solari). In questo caso si forma una nana di ONeMg. Se la stella accresce materia può collassare e espellere solo la poca massa contenuta negli strati esterni.
2) L’esplosione di uno shell (strato) di He accresciuto su una nana di CO, che di nuovo emette solo gli strati più esterni.
Come è avvenuto il lavoro di studio? Su quali dati e/o tecnologie vi siete basati?
Un programma chiamato CCCP (Caltech Core-Collapse Programme), gestito da Avishay Gal-Yam, che ora è all’Istituto Weizmann in Israele, ha monitorato per anni varie regioni del cielo in cerca di SN. Le SN scoperte venivano poi seguite con i più grandi telescopi per poterle studiare. I dati necessari sono sia le immagini che rivelano la posizione e la brillantezza della SN che gli spettri che dicono quali elementi compongono la materia espulsa. L’interpretazione è stata fatta usando modelli fisico-matematici dell’emissione di radiazione delle SN, cioè di un gas caldo in espansione, alimentato dal decadimento nucleare del 56Ni in 56Co e 56Fe.
Quali conseguenze potrebbe avere, nel vostro diretto campo di interesse?
La scoperta va a dimostrare che esistono altri tipi di SN oltre ai due canonici. Questi erano stati predetti ma mai osservati, probabilmente perché queste SN sono poco luminose. Le nuove tecniche di ricerca “cieca” cioè monitorando regioni fisse del cielo, e con maggior profondità grazie all’uso di telescopi più grandi, dimostrano che queste SN sono probabilmente abbastanza comuni. Questo particolare tipo di evento ha importanza per l’evoluzione stellare, ma anche perché potrebbe essere la fonte di buona parte di alcuni elementi che non vengono prodotti in misura sufficiente dalle SN Core-collapse o termonucleari, in particolare titanio (Ti) e calcio (Ca).
Esistono secondo lei altri tipi di Supernovae da scoprire?
Recentemente abbiamo scoperto il primo caso di una SN causata da Pair Instability in una stella molto massiccia (circa 200 masse solari). Altri tipi di esplosione, specie in conseguenza dell’interazione di stelle in sistemi binari, sono stati previsti ma non ancora osservati. La nostra speranza è che i nuovi survey, come Palomar Transient Factory (PTF), di cui siamo membri come Scuola Normale Superiore, portino nuove scoperte.
(a cura di Nicola Sabatini)