Una supernova di tipo II è un evento astronomico davvero sorprendente. Come per tutte le supernovae, una Tipo II consiste in una stella che sta sperimentando il collasso del nucleo alla fine del suo ciclo di vita e che esplode, facendole perdere gli strati esterni. Una sottoclasse di questo tipo è nota come Tipo IIb, che sono stelle che sono state spogliate del loro combustibile a idrogeno e subiscono un collasso perché non sono più in grado di mantenere la fusione nel loro nucleo.
Diciassette anni fa, gli astronomi furono abbastanza fortunati da assistere a una supernova di tipo IIb nella galassia NGC 7424, situata a 40 milioni di anni luce di distanza nella costellazione meridionale Grus. Ora che questa supernova è svanita, il Telescopio spaziale Hubble recentemente ha catturato la prima immagine di un compagno sopravvissuto, dimostrando così che le supernove si verificano effettivamente nei sistemi a doppia stella.
Lo studio, intitolato "Rilevazione di raggi ultravioletti del compagno binario con il tipo IIb SN 2001ig", è stato recentemente pubblicato nella Diario astrofisico. Lo studio è stato condotto da Stuart Ryder dell'Australian Astronomical Observatory e ha incluso membri del California Institute of Technology (Caltech), dello Space Telescope Science Institute (STSI), dell'Università di Amsterdam, dell'Università dell'Arizona, dell'Università di York e del Università della California.
Questa scoperta è la prova più convincente fino ad oggi che alcune supernovae hanno origine dal sifonamento tra coppie binarie. Come Stuart Ryder ha indicato in un recente comunicato stampa della NASA:
“Sappiamo che la maggior parte delle stelle massicce sono in coppie binarie. Molte di queste coppie binarie interagiranno e trasferiranno gas da una stella all'altra quando le loro orbite le avvicinano. "
La supernova, chiamata SN 2001ig, è stata individuata dagli astronomi nel 2002 utilizzando il Very Large Telescope (VLT) dell'Osservatorio europeo meridionale. Nel 2004, queste osservazioni sono state seguite dall'Osservatorio Sud dei Gemelli, che per la prima volta ha suggerito la presenza di un compagno binario sopravvissuto. Conoscendo le coordinate esatte, Ryder e il suo team sono stati in grado di focalizzare Hubble su quella posizione mentre il bagliore della supernova si attenuava.
La scoperta è stata particolarmente fortunata perché potrebbe anche far luce su un mistero astronomico, che è il modo in cui le supernovae a busta spogliata perdono le loro buste esterne. In origine, gli scienziati credevano di essere il risultato di stelle con venti molto veloci che spingevano via le loro buste esterne. Tuttavia, quando gli astronomi iniziarono a cercare le stelle primarie che generarono queste supernovae, non riuscirono a trovarle.
Come ha spiegato Ori Fox, membro dello Space Telescope Science Institute e coautore del documento:
“Questo è stato particolarmente bizzarro, perché gli astronomi si aspettavano che sarebbero state le stelle progenitrici più massicce e più brillanti. Inoltre, il numero assoluto di supernove a busta spogliata è maggiore del previsto. "
Ciò ha portato gli scienziati a teorizzare che molte delle stelle a strisciamento erano le principali nei sistemi di stelle binarie a massa inferiore. Non restava che trovare una supernova che faceva parte di un sistema binario, che Ryder e i suoi colleghi si prefiggevano di fare. Non era un compito facile, visto che il compagno era piuttosto debole e ai limiti di ciò Hubble potrebbe vedere.
Inoltre, non è noto che molte supernovae esplodano in questo intervallo di distanza. Infine, ma non meno importante, hanno dovuto conoscere la posizione esatta attraverso misurazioni molto precise. Grazie alla straordinaria risoluzione e alla capacità ultravioletta di Hubble, sono stati in grado di trovare e fotografare il compagno sopravvissuto.
Prima della supernova, le stelle orbitavano a vicenda con un periodo di circa un anno. Quando la stella primaria esplose, ebbe un impatto sulla compagna, ma rimase intatta. Per questo motivo, SN 2001ig è il primo compagno sopravvissuto che sia mai stato fotografato.
Guardando al futuro, Ryder e il suo team sperano di determinare con precisione quante supernove con buste spogliate abbiano compagni. Allo stato attuale, si stima che almeno la metà di loro lo faccia, mentre l'altra metà perde il suo involucro esterno a causa di venti stellari. Il loro prossimo obiettivo è quello di esaminare le supernovae completamente sfilacciate, al contrario di SN 2001ig e SN 1993J, che erano solo circa il 90% spogliate.
Fortunatamente, non dovranno aspettare a lungo per esaminare queste supernovae completamente spogliate, dal momento che non hanno così tanta interazione di shock con il gas nell'ambiente circostante. In breve, poiché hanno perso le loro buste esterne molto prima che esplodessero, svaniscono molto più velocemente. Ciò significa che la squadra dovrà aspettare solo due o tre anni prima di cercare i compagni sopravvissuti.
È probabile che i loro sforzi vengano anche aiutati dal dispiegamento di James Webb Space Telescope (JWST), il cui lancio è previsto per il 2020. A seconda di ciò che trovano, gli astronomi potrebbero essere pronti a risolvere il mistero di ciò che causa i diversi tipi di supernovae, che potrebbe anche rivelare di più sui cicli di vita delle stelle e sulla nascita di buchi neri.
