Una supernova è un evento raro e meraviglioso. Poiché queste intense esplosioni avvengono solo quando una stella massiccia raggiunge la fase finale della sua vita evolutiva - quando ha esaurito tutto il suo combustibile e subisce il collasso del nucleo - o quando una nana bianca in un sistema stellare binario consuma il suo compagno, essendo in grado di testimone uno è piuttosto il privilegio.
Ma recentemente, un team internazionale di astronomi ha assistito a qualcosa che potrebbe essere ancora più raro: un evento di supernova che sembrava accadere al rallentatore. Mentre le supernova nel suo genere (SN Type Ibn) sono tipicamente caratterizzate da un rapido aumento della luminosità di picco e da un rapido declino, questa particolare supernova ha impiegato un tempo senza precedenti per raggiungere la massima luminosità, e poi è lentamente svanita.
Per motivi di studio, il gruppo di ricerca - che comprendeva membri di Regno Unito, Polonia, Svezia, Irlanda del Nord, Paesi Bassi e Germania - ha studiato un evento di tipo Ibn noto come OGLE-2014-SN-13. Si ritiene che questi tipi di esplosioni siano il risultato di massicce stelle (che hanno perso il loro involucro esterno di idrogeno) in fase di collasso del nucleo, e il cui ejecta interagisce con una nuvola di materiale circumstellare ricco di elio (CSM).
Lo studio è stato condotto dall'emiro Karamehmetoglu dell'Oskar Klein Center dell'Università di Stoccolma. Come ha detto a Space Magazine via e-mail:
“Si ritiene che le supernovae di tipo Ibn siano le esplosioni di stelle molto massicce, circondate da una densa regione di materiale estremamente ricco di elio. Ne deduciamo l'esistenza di questo elio attraverso la presenza di strette linee di emissione di elio nei loro spettri ottici. Crediamo anche che ci sia pochissimo idrogeno nelle immediate vicinanze della stella, perché se fosse lì, si presenterebbe molto più forte dell'elio negli spettri. Come puoi immaginare, questo tipo di configurazione è molto raro, poiché l'idrogeno è di gran lunga l'elemento più abbondante nell'universo. ”
Come già notato, le supernova di tipo Ibn sono caratterizzate da un improvviso e drammatico aumento della loro luminosità, quindi da un rapido declino. Tuttavia, osservando OGLE-2014-SN-131 - che hanno rilevato l'11 novembre 2014 usando l'Operle Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) presso l'Osservatorio astronomico dell'Università di Varsavia - hanno assistito a qualcosa di completamente diverso.
"OGLE-2014-SN-131 era diverso perché ci sono voluti quasi 50 giorni, rispetto alla più tipica ~ 1 settimana, perché diventasse luminosa", ha detto Karamehmetoglu. “Poi è diminuito anche relativamente lentamente. Il fatto che ci sia voluto più volte del normale aumento alla massima luminosità, che è diverso da qualsiasi altro Ibn che è stato studiato in precedenza, lo rende un oggetto davvero unico. "
Grazie ai dati ottenuti dal sistema di rilevamento transitorio OGLE-IV, sono stati in grado di posizionare OGLE-2014-SN-131 a una distanza di circa 372 ± 9 megaparsecs (da 1183,95 a 1242,66 milioni di anni luce) dalla Terra. Questo è stato poi seguito da osservazioni fotometriche usando il telescopio OGLE presso l'Osservatorio di Las Campanas in Cile e il rivelatore ottico / vicino a infrarossi a scoppio di raggi gamma (GROND) presso l'Osservatorio di La Silla.
Il team ha anche ottenuto dati spettroscopici utilizzando il New Technology Telescope (NTT) dell'ESO a La Silla e il Very Large Telescope (VLT) presso l'Osservatorio Paranal (entrambi situati in Cile). Oltre ad avere un tempo di salita insolitamente lungo, i dati combinati indicavano anche che la supernova aveva una curva luminosa insolitamente ampia. Per spiegare tutto ciò, il team ha considerato una serie di possibilità.
Per i principianti, hanno considerato i modelli standard di decadimento radioattivo, che sono noti per alimentare le curve di luce della maggior parte delle altre supernove di tipo I e di tipo II. Tuttavia, questi non potevano spiegare ciò che avevano osservato con OGLE-2014-SN-131. In quanto tali, hanno iniziato a considerare scenari più esotici, che includevano l'energia proveniente da una giovane stella a neutroni che ruotava rapidamente (aka una magnetar) nelle vicinanze.
Sebbene questo modello spiegasse il comportamento di OGLE-2014-SN-131, era limitato in quanto non è ancora noto quali circostanze sarebbero necessarie per invocare una magnetar. Come tale, Karamehmetoglu e il suo team hanno anche considerato la possibilità che le esplosioni potessero essere alimentate da shock creati dall'interazione del materiale espulso dalla supernova con il CSM ricco di elio.
Grazie ai dati spettrali ottenuti da NTT e VLT, sapevano che tale materiale esisteva attorno alla stella e il modello era quindi in grado di riprodurre il comportamento osservato. Come ha spiegato Karamehmetoglu, è per questo motivo che favoriscono questo modello rispetto agli altri:
“In questo scenario, il motivo per cui OGLE-2014-SN-131 è diverso dall'altro tipo Ibn SNe è dovuto alla natura insolitamente massiccia della sua stella progenitrice. Una stella molto massiccia, tra 40 e 60 volte la massa del nostro Sole, situata in una galassia a bassa metallizzazione, probabilmente ha dato origine a questo SN espellendo una grande quantità di materia ricca di elio, per poi esplodere come SN. "
Oltre ad essere un evento unico, questo studio ha anche alcune implicazioni drastiche per l'astronomia e lo studio delle supernovae. Grazie al rilevamento di OGLE-2014-SN-131, tutti i futuri modelli che tentano di spiegare come la forma di supernova di tipo Ibn abbia ora un vincolo rigoroso. Allo stesso tempo, gli astronomi hanno ora un modello esistente da considerare se e quando assistono ad altre supernove che presentano tempi di salita particolarmente lunghi.
Guardando al futuro, questo è esattamente ciò che Karamehmetoglu e i suoi colleghi sperano di fare. "Nel nostro prossimo sforzo, studieremo altri tipi, meno rari, di SN che hanno tempi di salita lunghi, e quindi sono probabilmente creati da stelle molto grandi", ha detto. "Trarremo vantaggio dal lavoro di confronto che abbiamo sviluppato studiando OGLE-2014-SN-131."
Ancora una volta, l'Universo ci ha insegnato che due degli aspetti più importanti della ricerca scientifica sono l'adattabilità e l'impegno alla continua scoperta. Quando le cose non sono conformi ai modelli esistenti, sviluppane di nuovi e provali!
