Le supernovae di tipo Ia, alcune delle esplosioni più violente e luminose dell'Universo, sono diventate uno strumento utile per gli astronomi per misurare le dimensioni e l'espansione dell'Universo stesso. Una nuova ricerca presentata all'incontro dell'American Astronomical Society questa settimana indica la maggiore probabilità che le fusioni delle stelle che creano queste esplosioni, nane bianche, siano più probabili di quanto si pensasse in precedenza, e potrebbero spiegare le proprietà di alcune supernove di Tipo Ia che sono curiosamente meno luminoso del previsto.
Ricerca presentata da Rüdiger Pakmor et al. dell'Istituto Max-Planck per l'astrofisica di Garching, in Germania, ha simulato la fusione di due nane bianche in un sistema binario e ha mostrato che queste simulazioni abbinano supernovae precedentemente osservate con caratteristiche strane, in particolare quella del 1991bg. Quella supernova, e altre osservate da allora, era curiosamente meno luminosa di quanto ci si sarebbe aspettato se fosse una supernova di tipo Ia.
Le supernovae di tipo I si verificano quando ci sono due stelle in orbita l'una attorno all'altra in un sistema binario. In uno scenario, una delle stelle diventa una nana bianca, una piccola ma molto, molto densa, e ruba materia dall'altro, spingendosi oltre il limite di Chandrasekhar - 1,4 volte la massa del Sole - e subendo un'esplosione termonucleare.
Un'altra causa per questi tipi di supernova potrebbe essere la fusione di entrambe le stelle nel sistema. Nello scenario analizzato da questi ricercatori, entrambe le stelle erano nane bianche di masse proprio sotto quella del Sole: .83-0,9 masse solari.
I ricercatori hanno dimostrato che quando il sistema perde energia a causa dell'emissione di onde gravitazionali, i due nani bianchi si avvicinano. Mentre si fondono, parte del materiale in una delle stelle si schianta sull'altra e riscalda il carbonio e l'ossigeno, creando un'esplosione termonucleare vista nelle supernove di tipo Ia.
Puoi guardare un'animazione della fusione simulata per gentile concessione del Supernova Research Group del Max-Planck Institute proprio qui.
Osservazioni di supernove come 1991bg mostrano che bruciano una quantità minore di nichel 56, circa 0,1 masse solari, rispetto alle normali supernove di tipo Ia, che in genere bruciano 0,4-0,9 masse solari di nichel. Questo li rende meno luminosi, perché il decadimento radiativo del nichel è uno dei fenomeni che danno un pugno al display luminoso delle supernovae di tipo Ia.
"Con le nostre simulazioni dettagliate di esplosione, siamo in grado di prevedere osservabili che in effetti corrispondono strettamente alle osservazioni reali delle supernovae di tipo Ia", ha affermato Friedrich Röpke, coautore del documento.
Le loro simulazioni mostrano che quando le due nane bianche si fondono, la densità del sistema è inferiore rispetto alle tipiche supernove di tipo Ia, e quindi viene prodotto meno nichel. I ricercatori osservano nel loro articolo che questi tipi di fusioni di nani bianchi potrebbero comprendere tra il 2 e l'11% delle supernovae di tipo Ia osservate.
Comprendere i meccanismi che creano queste fantastiche esplosioni è un passo necessario per comprendere sia l'estensione del nostro Universo che la sua espansione, sia la diversità delle stesse supernove di Tipo Ia.
Se vuoi saperne di più sulla loro ricerca e sui dettagli della loro modellazione al computer, il documento è disponibile su Arxiv qui. I loro risultati saranno inoltre pubblicati nell'edizione del 7 gennaio 2010 di Natura.
Fonte: comunicato stampa AAS, carta Arxiv
