Cosa è successo 400 anni fa per creare questo meraviglioso residuo di supernova - e c'erano due colpevoli o solo uno? Questa visione del telescopio spaziale Hubble di un residuo creato di tipo Ia ha aiutato gli astronomi a risolvere un mistero di vecchia data sul tipo di stelle che causano alcune supernovae, note come progenitrici.
"Fino a questo punto non abbiamo davvero saputo da dove venisse questo tipo di supernova, nonostante le abbia studiate per decenni", ha dichiarato Ashley Pagnotta della Louisiana State University, intervenendo in una conferenza stampa durante la riunione della American Astronomical Society mercoledì. "Ma ora possiamo dire di avere la prima identificazione definitiva di un progenitore di tipo 1a, e sappiamo che questo deve aver avuto un progenitore doppio degenerato - è l'unica opzione."
Questo residuo di supernova che ha un nome simile al numero di telefono di SNR 0509-67,5, si trova a 170.000 anni luce di distanza nella galassia della Grande nuvola di Magellano.
Gli astronomi sospettavano da tempo che due stelle fossero responsabili dell'esplosione - come nel caso della maggior parte delle supernovae di tipo 1a - ma non erano sicuri di cosa avesse scatenato l'esplosione. Una spiegazione potrebbe essere che sia stata causata dal trasferimento di massa da una stella compagna in cui una stella vicina riversa materiale su una compagna nana bianca, innescando una reazione a catena che provoca una delle esplosioni più potenti dell'universo. Questo è noto come il percorso "single degenerate" - che sembra essere la spiegazione più plausibile, comune e più preferita per molte supernove di tipo 1a.
L'altra opzione è la collisione di due nane bianche, nota come "doppio degenerato", che sembra essere la spiegazione meno comune e non così ampiamente accettata per le supernovae. Per molti astrofisici, lo scenario di fusione sembrava essere meno probabile perché sembra che esistano troppi sistemi nani a doppio bianco; anzi, sembrano essercene solo alcune scoperte finora.
Il problema con SNR 0509-67.5 era che gli astronomi non riuscivano a trovare alcun residuo della stella compagna. Ecco perché è stato considerato il doppio scenario degenerato, poiché in quel caso non rimarrà nulla poiché entrambi i nani bianchi vengono consumati nell'esplosione. Nel caso di un singolo progenitore, la stella nana non bianca sarà ancora vicino al luogo dell'esplosione e sembrerà ancora molto simile a prima dell'esplosione.
Pertanto, un possibile modo di distinguere tra i vari modelli progenitori è stato quello di guardare in profondità al centro di un vecchio residuo di supernova per cercare l'ex stella compagna.
"Sappiamo che Hubble ha la sensibilità necessaria per rilevare i più deboli resti di nani bianchi che potrebbero aver causato tali esplosioni", ha affermato l'investigatore capo Bradley Schaefer della LSU. "La logica qui è la stessa della famosa citazione di Sherlock Holmes:" quando hai eliminato l'impossibile, tutto ciò che rimane, per quanto improbabile, deve essere la verità "."
Nel 2010, Schaefer e Pagnotta stavano preparando una proposta per cercare eventuali deboli ex compagni nel centro di quattro resti di supernova nella Grande nuvola di Magellano quando videro una foto di Astronomy Picture of the Day che mostrava un'immagine che il telescopio spaziale Hubble aveva già avevano preso uno dei loro resti bersaglio, SNR 0509-67,5.
(Nota: l'immagine APOD del 12 gennaio 2012 è di SNR 0509-67,5!)
Poiché il residuo appare come una bella conchiglia simmetrica o bolla, il centro geometrico può essere determinato con precisione. Analizzando più in dettaglio la regione centrale, hanno scoperto che era completamente vuota di stelle fino al limite degli oggetti più deboli che Hubble è in grado di rilevare nelle foto. La giovane età significa anche che le stelle sopravvissute non si sono allontanate molto dal luogo dell'esplosione. Sono stati in grado di cancellare l'elenco di tutti i possibili scenari degenerati singoli e sono stati lasciati con il modello a doppio degenerato in cui due nane bianche si scontrano.
"Dal momento che possiamo escludere tutti i possibili singoli degenerati, sappiamo che deve essere un doppio degenerato", ha detto Pagnotta. "La causa di SNR 0509-67.5 può essere spiegata meglio da due stelle nane bianche strettamente orbitanti che si muovono sempre più a spirale finché non si scontrano ed esplodono."
Pagnotta ha anche notato che questa supernova non è in realtà una normale supernova di tipo 1a, ma una sottoclasse chiamata 1991t, che è una supernova extra brillante.
Un documento del 2010 di Marat Gilfanov del Max Planck Institute for Astrophysics ha indicato che forse molte supernova di tipo 1a sono state causate da due stelle bianche nane in collisione, il che è stato una sorpresa per molti astronomi. Inoltre, una recensione della recente supernova SN 2011fe, esplosa nell'agosto del 2011, esplora la possibilità del doppio progenitore degenerato. Rimane aperta la questione se queste fusioni di nane bianche siano il principale catalizzatore per le supernovae di tipo Ia nelle galassie a spirale. Sono necessari ulteriori studi per sapere se le supernovae nelle galassie a spirale sono causate da fusioni o una miscela dei due processi.
Schaefer e Pagnotta hanno in programma di esaminare altri resti di supernova nella Grande Nuvola Magellenica per testare ulteriormente le loro osservazioni.
Pagnotta ha confermato che chiunque avesse una connessione a Internet avrebbe potuto fare questa scoperta, poiché tutte le immagini di Hubble utilizzate erano disponibili pubblicamente e l'uso dei dati di Hubble è stato scatenato da APOD.
Fonti: Science Paper di Bradley E. Schaefer e Ashley Pagnotta (documento PDF), HubbleSite, briefing stampa AAS
