Un team internazionale di astronomi annuncia oggi di aver identificato la probabile stella compagna sopravvissuta a un'esplosione di supernova titanica testimoniata nell'anno 1572 dal grande astronomo danese Tycho Brahe e altri astronomi di quell'epoca.
Questa scoperta fornisce la prima prova diretta a sostegno della convinzione di lunga data che le supernove di tipo Ia provengano da sistemi binari di stelle contenenti una stella normale e una stella nana bianca bruciata. La stella normale versa materiale sul nano, che alla fine scatena un'esplosione.
I risultati di questa ricerca, guidata da Pilar Ruiz-Lapuente dell'Università di Barcellona, in Spagna, sono stati pubblicati sulla rivista scientifica britannica Nature del 28 ottobre. “Non c'erano prove precedenti che indicassero un tipo specifico di stella compagna tra le molte che erano state proposte. Qui abbiamo identificato un percorso chiaro: la stella d'alimentazione è simile al nostro Sole, leggermente più invecchiata ”, afferma Ruiz-Lapuente. "L'alta velocità della stella ha attirato la nostra attenzione su di essa", ha aggiunto.
Le supernovae di tipo I sono utilizzate per misurare la storia del tasso di espansione dell'universo e quindi sono fondamentali per aiutare gli astronomi a comprendere il comportamento dell'energia oscura, una forza sconosciuta che sta accelerando l'espansione dell'universo. Trovare prove per confermare la teoria su come esplodere le supernovae di tipo Ia è fondamentale per assicurare agli astronomi che gli oggetti possano essere meglio compresi come calibratori affidabili dell'espansione dello spazio.
L'identificazione del membro sopravvissuto del duo stellare sembra una storia investigativa sulla scena del crimine. Anche se gli astronomi di oggi sono arrivati sulla scena del disastro 432 anni dopo, usando la medicina legale astronomica, hanno catturato uno degli autori che si allontanavano di corsa dal luogo dell'esplosione (che ora è avvolto in una vasta bolla di gas caldo chiamata Supernova Remnant di Tycho) . Negli ultimi sette anni la stella fuggiasca e i suoi dintorni sono stati studiati con una varietà di telescopi. Il telescopio spaziale Hubble ha svolto un ruolo chiave misurando con precisione il movimento della stella sullo sfondo del cielo. La stella sta infrangendo il limite di velocità per quella particolare regione della Via Lattea muovendosi tre volte più velocemente delle stelle circostanti. Come una pietra lanciata da una fionda, la stella si precipitò nello spazio, mantenendo la velocità del suo movimento orbitale quando il sistema fu interrotto dall'esplosione della nana bianca.
Questo da solo è solo una prova circostanziale che la stella è l'autore perché ci sono spiegazioni alternative al suo comportamento sospetto. Potrebbe cadere ad alta velocità dall'alone galattico che circonda il disco della Via Lattea. Ma gli spettri ottenuti con il telescopio William Herschel da 4,2 metri alla Palma e il W.M. da 10 metri I telescopi Keck alle Hawaii mostrano che il sospetto ha l'elevato contenuto di elementi pesanti tipici delle stelle che abitano il disco della Via Lattea, non l'alone.
La stella trovata dal team Ruiz-Lapuente è una versione invecchiata del nostro Sole. La stella ha iniziato ad espandersi di diametro man mano che avanza verso una fase rosso-gigante (lo stadio finale della vita di una stella simile al Sole). La stella risulta adattarsi al profilo dell'autore in una delle congetture di supernova proposte. Nei sistemi binari di supernova di tipo Ia, la stella più massiccia nella coppia invecchierà più velocemente e alla fine diventerà una stella nana bianca. Quando la stella compagna ad evoluzione più lenta successivamente invecchia al punto in cui inizia a gonfiarsi di dimensioni, versa idrogeno sul nano. L'idrogeno si accumula fino a quando la nana bianca raggiunge una soglia di massa critica e precisa, chiamata limite di Chandrasekhar, dove esplode come una bomba nucleare titanica. L'emissione di energia di questa esplosione è così ben nota che può essere utilizzata come una candela standard per misurare grandi distanze astronomiche. (Una "candela standard" astronomica è qualsiasi tipo di oggetto luminoso il cui potere intrinseco è così accuratamente determinato che può essere utilizzato per effettuare misurazioni della distanza in base alla velocità che la luce oscura sulle distanze astronomiche).
“Tra i vari sistemi contenenti nane bianche che ricevono materiale da un compagno di massa solare, alcuni sono ritenuti progenitori vitali delle supernovae di tipo Ia, per motivi teorici. Un sistema chiamato U Scorpii ha una nana bianca e una stella simile a quella trovata qui. Questi risultati confermerebbero che tali binari finiranno con un'esplosione come quella osservata da Tycho Brahe, ma ciò avverrebbe tra diverse centinaia di migliaia di anni ”, afferma Ruiz-Lapuente.
Una teoria alternativa delle supernovae di tipo Ia è che due nane bianche orbitano l'una attorno all'altra, perdendo gradualmente energia attraverso l'emissione della radiazione gravitazionale (onde di gravità). Man mano che perdono energia, si avviano l'uno verso l'altro e alla fine si fondono, dando vita a una nana bianca la cui massa raggiunge il limite di Chandrasekhar ed esplode. "La supernova di Tycho non sembra essere stata prodotta da questo meccanismo, poiché è stato trovato un probabile compagno sopravvissuto", afferma Alex Filippenko dell'Università della California a Berkeley, coautore di questa ricerca. Dice che, tuttavia, è ancora possibile che ci siano due diversi percorsi evolutivi verso le supernove di tipo Ia.
L'11 novembre 1572, Tycho Brahe notò una stella nella costellazione di Cassiopea che era luminosa come il pianeta Giove (che era nel cielo notturno in Pesci). Nessuna stella del genere era mai stata osservata in questo luogo prima d'ora. Ben presto eguagliò Venere in luminosità (che era di -4,5 magnitudo nel cielo pre-illuminato). Per circa due settimane la stella poteva essere vista alla luce del giorno. Alla fine di novembre iniziò a sbiadire e cambiare colore, dal bianco brillante al giallo e all'arancione alla debole luce rossastra, svanendo infine dalla visibilità nel marzo 1574, essendo stato visibile ad occhio nudo per circa 16 mesi. La meticolosa documentazione di Tycho sull'illuminazione e l'oscuramento della supernova ora consente agli astronomi di identificare la sua "firma leggera" come quella di una supernova di tipo Ia.
La supernova di Tycho Brahe fu molto importante in quanto aiutò gli astronomi del 16 ° secolo ad abbandonare l'idea dell'immutabilità dei cieli. Al momento, le supernovae di tipo Ia restano i protagonisti delle più recenti scoperte cosmologiche. Per saperne di più su di loro e sul loro meccanismo di esplosione e per renderli ancora più utili come sonde cosmologiche, un attuale progetto del telescopio spaziale Hubble guidato da Filippenko sta studiando un campione di supernovae in altre galassie nel momento stesso in cui esplodono.
Fonte originale: Hubble News Release
