Credito d'immagine: Gemelli
Come un dottore che cerca di capire l'improvvisa morte di un paziente anziano, gli astronomi hanno ottenuto le osservazioni più dettagliate di sempre di una stella massiccia vecchia ma altrimenti normale appena prima e dopo la sua vita si è conclusa in una spettacolare esplosione di supernova.
Immaginata dall'Osservatorio Gemelli e dal telescopio spaziale Hubble (HST) meno di un anno prima della gigantesca esplosione, la stella si trova nella vicina galassia M-74 nella costellazione dei Pesci. Queste osservazioni hanno permesso a una squadra di astronomi europei guidata dal Dr. Stephen Smartt dell'Università di Cambridge, in Inghilterra di verificare modelli teorici che mostrano come una stella come questa possa affrontare un destino così violento.
I risultati sono stati pubblicati nel numero del 23 gennaio 2004 della rivista Science. Questo lavoro fornisce la prima conferma della teoria di lunga data secondo cui alcune delle più grandi (ma normali) stelle dell'Universo mettono fine alle loro vite in violente esplosioni di supernova.
"Si potrebbe sostenere che una certa dose di fortuna o serendipità è stata coinvolta in questa scoperta", ha detto il dottor Smartt. "Tuttavia, abbiamo cercato per qualche tempo questo tipo di normale progenitore sul suo letto di morte. Mi piace pensare che trovare i superbi dati Gemini e HST per questa stella sia una conferma della nostra previsione che un giorno dovevamo trovare una di queste stelle negli immensi archivi di dati che ora esistono ”. Fai clic qui per maggiori dettagli sul programma di supernova in corso del Dr. Smartt.
Negli ultimi anni, il team di ricerca di Smartt ha utilizzato i telescopi più potenti, sia nello spazio che a terra, per immaginare centinaia di galassie nella speranza che un giorno i milioni di stelle in queste galassie esploderanno come una supernova . In questo caso, il famoso cacciatore di supernova amatoriale australiano, il reverendo Robert Evans, ha fatto la scoperta iniziale dell'esplosione (identificata come SN203gd) durante la scansione di galassie con un telescopio da cortile da 12 pollici (31 cm) da casa sua nel Nuovo Galles del Sud, Australia in Giugno 2003.
Dopo la scoperta di Evans, il team del Dr. Smartt ha rapidamente seguito con osservazioni dettagliate usando il telescopio spaziale Hubble. Queste osservazioni hanno verificato la posizione esatta della stella originale o "progenitrice". Utilizzando questi dati posizionali, Smartt e il suo team hanno analizzato gli archivi di dati e hanno scoperto che le osservazioni dell'Osservatorio Gemini e dell'HST contenevano la combinazione di dati necessari per rivelare la natura del progenitore.
I dati Gemini sono stati ottenuti durante la messa in servizio dello Spettrografo Gemelli Multi-Object (GMOS) su Mauna Kea, Hawaii, nel 2001. Questi dati sono stati anche usati per produrre una straordinaria immagine ad alta risoluzione della galassia che mostra chiaramente la stella progenitrice rossa. Clicca qui per la piena risoluzione dell'immagine Gemelli.
Forti delle precedenti osservazioni su Gemelli e HST, il team di Smartt è stato in grado di dimostrare che la stella progenitrice era ciò che gli astronomi classificano come un normale supergigante rosso. Prima di esplodere, questa stella sembrava avere una massa circa 10 volte maggiore e un diametro circa 500 volte maggiore di quello del nostro Sole. Se il nostro sole avesse le dimensioni del progenitore, inghiottirebbe l'intero sistema solare interno verso il pianeta Marte.
Le stelle supergiganti rosse sono abbastanza comuni nell'universo e un eccellente esempio può essere facilmente individuato a gennaio da quasi qualsiasi parte della Terra guardando Betelgeuse, la stella rossa brillante nella costellazione di Orione (vedi la tabella dei cercatori qui.) Come SN2003gd, si ritiene che Betelgeuse potrebbe incontrare lo stesso destino esplosivo in qualsiasi momento dalla prossima settimana a migliaia di anni da oggi.
Dopo l'esplosione di SN2003gd, il team ha osservato la sua luce gradualmente sbiadita per diversi mesi utilizzando il gruppo di telescopi Isaac Newton alla Palma. Queste osservazioni hanno dimostrato che si trattava di una normale supernova di tipo II, il che significa che il materiale espulso dall'esplosione è ricco di idrogeno. I modelli al computer sviluppati dagli astronomi hanno a lungo predetto che le supergiganti rosse con atmosfere estese e spesse di idrogeno avrebbero prodotto queste supernove di tipo II, ma fino ad ora non hanno avuto prove osservative a sostegno delle loro teorie. Tuttavia, la fantastica risoluzione e profondità delle immagini Gemini e Hubble hanno permesso al team Smartt di stimare la temperatura, la luminosità, il raggio e la massa di questa stella progenitrice e rivelare che si trattava di una normale vecchia stella di grandi dimensioni. "La linea di fondo è che queste osservazioni forniscono una forte conferma che le teorie sull'evoluzione stellare e le origini di queste esplosioni cosmiche sono corrette", ha detto il coautore Seppo Mattila dell'Osservatorio di Stoccolma.
Questa è solo la terza volta che gli astronomi hanno visto il progenitore di un'esplosione di supernova confermata. Le altre erano peculiari supernove di tipo II: SN 1987A, che aveva un progenitore supergigante blu, e SN 1993J, che emerse da un enorme sistema stellare binario interagente. Clicca qui per maggiori dettagli.
Smartt conclude: “Le esplosioni di supernova producono e distribuiscono gli elementi chimici che compongono tutto nell'universo visibile? soprattutto la vita. È fondamentale sapere che tipo di stelle producono questi elementi costitutivi se vogliamo capire le nostre origini. "
I dati archiviati su Gemelli e HST sono stati fondamentali per il successo di questo progetto. "Questa scoperta è un perfetto esempio dell'immenso valore dei dati archivistici per i nuovi progetti scientifici", ha affermato il dott. Colin Aspin, che è lo scienziato Gemini responsabile dello sviluppo del Gemini Science Archive (GSA). Ha continuato, "questa scoperta dimostra i risultati spettacolari che possono essere realizzati utilizzando i dati di archivio e sottolinea l'importanza di sviluppare la GSA per le future generazioni di astronomi".
Lo Spettrografo Gemelli multi-oggetto utilizzato per fare le osservazioni Gemelli sono due strumenti gemelli costruiti come una collaborazione congiunta tra Gemelli, l'Osservatorio Astrofisico di Dominion, in Canada, il Centro di tecnologia astronomica del Regno Unito e la Durham University, Regno Unito. Separatamente, l'Osservatorio nazionale di astronomia ottica degli Stati Uniti ha fornito il sottosistema rivelatore e il relativo software. GMOS è progettato principalmente per studi spettroscopici in cui sono necessarie diverse centinaia di spettri simultanei, ad esempio quando si osservano ammassi di stelle e galassie. GMOS ha anche la capacità di focalizzare le immagini astronomiche sulla sua gamma di oltre 28 milioni di pixel.
Isaac Newton Group of Telescopes (ING) è uno stabilimento del Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC) del Regno Unito, la Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) dei Paesi Bassi e l'Instituto de Astrof? Sica de Canarias ( IAC) in Spagna. L'ING gestisce il telescopio William Herschel da 4,2 metri, il telescopio Isaac Newton da 2,5 metri e il telescopio Jacobus Kapteyn da 1,0 metri. I telescopi si trovano nell'Osservatorio spagnolo del Roque de Los Muchachos alla Palma, che è gestito dall'Instituto de Astrof? Sica de Canarias (IAC).
Informazioni di base:
Le supernove sono tra i fenomeni più energici osservati in tutto l'Universo. Quando una stella di oltre otto volte la massa del nostro Sole raggiunge la fine della sua riserva di combustibile nucleare, il suo nucleo non è più stabile dal collasso sotto il suo immenso peso. Quando il nucleo della stella collassa, gli strati esterni vengono espulsi in un'onda d'urto in rapido movimento. Questo enorme rilascio di energia si traduce in una supernova che è circa un miliardo di volte più luminosa del nostro Sole ed è paragonabile alla luminosità di un'intera galassia. Dopo essersi distrutto, il nucleo della stella diventa una stella di neutroni o un buco nero.
Il team è composto da Stephen J. Smartt, Justyn R. Maund, Margaret A. Hendry, Christopher A. Tout e Gerald F. Gilmore (Università di Cambridge, Regno Unito), Seppo Mattila (Osservatorio di Stoccolma, Svezia) e Chris R Benn (Isaac Newton Group of Telescopes, Spagna).
Fonte originale: Gemini
