La concezione dell'artista di un sistema stellare binario che produce nova ricorrenti e, in definitiva, la supernova PTF 11kx. (Credito: Romano Corradi e l'Instituto de Astrofísica de Canarias)
Sebbene siano state utilizzate per decenni come "candele standard" della misurazione della distanza cosmica, le supernove di tipo Ia possono derivare da diversi tipi di sistemi stellari, secondo recenti osservazioni condotte dal team della Palomar Transient Factory presso il Berkeley Lab della California.
Giudicare le distanze attraverso lo spazio intergalattico da qui sulla Terra non è facile. All'interno della Via Lattea - e persino nelle galassie vicine - la luce emessa da stelle che pulsano regolarmente (chiamate variabili Cefeidi) può essere utilizzata per determinare la distanza di una regione nello spazio. Al di fuori del nostro gruppo locale di galassie, tuttavia, le singole stelle non possono essere risolte, quindi per capire quanto sono lontane le galassie lontane gli astronomi hanno imparato a usare la luce da oggetti molto più luminosi: supernove di tipo Ia, che possono divampare con una brillantezza equivalente a 5 miliardi di soli.
Le supernove di tipo Ia sono create da un accoppiamento speciale di due stelle in orbita l'una attorno all'altra: un nano bianco super denso che attinge materiale da un compagno fino a raggiungere una massa critica - circa il 40% più massiccia del Sole -. Il nano bianco impacchettato subisce improvvisamente una rapida serie di reazioni termonucleari, esplodendo in uno scoppio incredibilmente luminoso di materiale ed energia ... un faro visibile in tutto l'Universo.
Poiché l'energia e la luminanza delle supernovae di tipo Ia sono state identificate in modo così coerente, la distanza può essere misurata dalla loro apparente luminosità vista dalla Terra. Quello più debole è quando osservato, più lontana è la sua galassia. Sulla base di questa somiglianza apparentemente universale, si è pensato che queste supernovae dovevano essere create in situazioni molto simili ... soprattutto perché nessuna è stata osservata direttamente - fino ad ora.
Un team internazionale di astronomi che lavora al sondaggio collaborativo della Palomar Transient Factory ha osservato per la prima volta una coppia di stelle che creava supernova di tipo Ia - chiamata a sistema progenitore - situato nella costellazione di Lynx. Nominato PTF 11kx, il sistema, stimato a circa 600 milioni di anni luce di distanza, contiene una nana bianca e una stella gigante rossa, un accoppiamento che non è stato visto in precedenti osservazioni (sebbene indirette).
"È una sorpresa totale scoprire che le supernovae termonucleari, che sembrano così simili, provengono da diversi tipi di stelle", afferma Andy Howell, scienziato dello staff dell'Osservatorio globale dei telescopi di Las Cumbres (LCOGT) e coautore del articolo, pubblicato nel numero di Science del 24 agosto. "Come potrebbero questi eventi apparire così simili, se avessero origini diverse?"
Le osservazioni iniziali di PTF 11kx sono state rese possibili da un telescopio robotico montato sul Samuel Oschin Telescope da 48 pollici presso l'Osservatorio Palomar della California, nonché da una pipeline di dati ad alta velocità fornita da NSF, NASA e Dipartimento dell'Energia. La supernova è stata identificata il 16 gennaio 2011 e supportata dai successivi dati di spettrografia dell'Osservatorio Lick, seguiti da osservazioni immediate di "emergenza" con il Keck Telescope alle Hawaii.
"Fondamentalmente abbiamo chiamato un collega osservatore UC e interrotto le loro osservazioni al fine di ottenere spettri critici nel tempo", ha dichiarato Peter Nugent, uno scienziato senior presso il Lawrence Berkeley National Laboratory e coautore del documento.
Le osservazioni di Keck hanno mostrato che il sistema post-supernova PTF 11kx contiene nuvole di gas e polvere che si muovono lentamente che non potrebbero provenire dal recente evento di supernova. Invece, le nuvole - che avevano registrato un alto contenuto di calcio nei dati spettrografici Lick - dovevano provenire da un precedente evento nova in cui il nano bianco si accendeva brevemente e faceva esplodere uno strato esterno della sua atmosfera. Si è visto che questa nuvola in espansione stava rallentando, probabilmente a causa del vento stellare di un gigante rosso compagno.
(Qual è la differenza tra una nova e una supernova? Leggi STEREO Spots a New Nova della NASA)
Alla fine la decelerazione della nuvola di nova fu influenzata dallo scoppio in rapido movimento della supernova, evidenziato da un improvviso scoppio del segnale del calcio che era gradualmente diminuito nei due mesi dall'evento di gennaio. Questo scoppio di calcio fu, in effetti, la supernova che colpì la nova e la fece “illuminare”.
Le osservazioni di PTF 11kx mostrano che la supernova di tipo Ia può si verificano in sistemi progenitori in cui la nana bianca ha subito eruzioni di nova, possibilmente ripetutamente - uno scenario che molti astronomi avevano precedentemente pensato che non potesse accadere. Ciò potrebbe anche significare che PTF 11kx è una specie completamente nuova di supernova di tipo Ia e, sebbene in precedenza invisibile e rara, non unica.
Ciò significa che le nostre "candele standard" cosmiche potrebbero aver bisogno di tagliare i loro stoppini.
"Sappiamo che le supernovae di tipo 1a variano leggermente da galassia a galassia, e ci siamo calibrati per questo, ma questa osservazione PTF 11kx sta fornendo la prima spiegazione del perché ciò accada", ha detto Nugent. "Questa scoperta ci offre l'opportunità di perfezionare e migliorare l'accuratezza delle nostre misurazioni cosmiche."
Fonte: centro notizie Berkeley Lab
Immagini dell'inserzione: osservazione PTF 11kx (BJ Fulton, rete globale del telescopio dell'osservatorio di Las Cumbres) / La cupola del telescopio Samuel Oschin da 48 pollici all'osservatorio di Palomar. Video: Romano Corradi e l'Instituto de Astrofísica de Canarias
