Le supernovae di tipo 1a vengono utilizzate per misurare la distanza nell'Universo perché esplodono con la stessa luminosità, facendo esplodere quando una stella nana bianca consuma una quantità specifica di materiale da un compagno binario. Una nuova ricerca indica che le esplosioni di supernove di tipo 1a iniziano in modo irregolare e irregolare, ma una seconda esplosione sferica travolge la prima creando un residuo liscio. Ciò imposta i limiti di incertezza sulle misurazioni della distanza che utilizzano supernove di tipo 1a.
Gli astronomi stanno riportando straordinarie nuove scoperte che hanno fatto luce su un dibattito decennale su un tipo di supernovae, le esplosioni che segnano la morte finale di una stella: la stella muore in un fuoco lento o con un botto veloce? Dalle loro osservazioni, gli scienziati hanno scoperto che la materia espulsa dall'esplosione mostra una significativa asimmetria periferica ma un interno quasi sferico, il che probabilmente implica che l'esplosione alla fine si propaga a velocità supersonica.
Questi risultati sono riportati oggi su Science Express, la versione online della rivista di ricerca Science, di Lifan Wang, Texas A&M University (USA), e dei colleghi Dietrich Baade e Ferdinando Patat dell'ESO.
"I nostri risultati suggeriscono fortemente un processo di esplosione in due fasi in questo tipo di supernova", commenta Wang. "Questa è una scoperta importante con potenziali implicazioni nella cosmologia."
Utilizzando le osservazioni di 17 supernovae realizzate in oltre 10 anni con Very Large Telescope dell'ESO e Otto Struve Telescope dell'Osservatorio McDonald, gli astronomi hanno dedotto la forma e la struttura della nuvola di detriti lanciata dalle supernove di tipo Ia. Si ritiene che tali supernovae siano il risultato dell'esplosione di una piccola e densa stella - una nana bianca - all'interno di un sistema binario. Mentre il suo compagno riversa continuamente materia sulla nana bianca, la nana bianca raggiunge una massa critica, portando a un'instabilità fatale e alla supernova. Ma ciò che provoca l'esplosione iniziale e il modo in cui l'esplosione attraversa la stella sono stati per lungo tempo problemi spinosi.
Le supernovae Wang e i suoi colleghi osservati si sono verificate in galassie distanti e, a causa delle vaste distanze cosmiche, non è stato possibile studiarle in dettaglio utilizzando tecniche di imaging convenzionali, compresa l'interferometria. Invece, il team ha determinato la forma dei bozzoli che esplodono registrando la polarizzazione della luce dalle stelle morenti.
La polarimetria si basa sul fatto che la luce è composta da onde elettromagnetiche che oscillano in determinate direzioni. La riflessione o la dispersione della luce favorisce alcuni orientamenti dei campi elettrici e magnetici rispetto ad altri. Ecco perché gli occhiali da sole polarizzanti possono filtrare il luccichio della luce solare riflessa da uno stagno. Quando la luce si diffonde attraverso i detriti in espansione di una supernova, conserva le informazioni sull'orientamento degli strati di dispersione. Se la supernova è sfericamente simmetrica, tutti gli orientamenti saranno presenti allo stesso modo e avranno una media, quindi non vi sarà alcuna polarizzazione netta. Se, tuttavia, il guscio del gas non è rotondo, una leggera polarizzazione netta verrà impressa sulla luce.
"Questo studio è stato possibile perché la polarimetria ha potuto sviluppare tutta la sua forza grazie al potere di raccolta della luce del Very Large Telescope e alla calibrazione molto precisa dello strumento FORS", afferma Dietrich Baade.
"Il nostro studio rivela che le esplosioni di supernove di tipo Ia sono in realtà fenomeni tridimensionali", aggiunge. "Le regioni esterne della nuvola di scoppio sono asimmetriche, con materiali diversi trovati in" ammassi ", mentre le regioni interne sono lisce."
Il gruppo di ricerca ha individuato questa asimmetria nel 2003, nell'ambito della stessa campagna di osservazione (ESO PR 23/03 e ESO PR Photo 26/05). I nuovi risultati più estesi mostrano che il grado di polarizzazione e, quindi, l'asfericità, si correla con la luminosità intrinseca dell'esplosione. Più luminosa è la supernova, più liscia, o meno ingombrante, lo è.
"Ciò ha un certo impatto sull'uso delle supernovae di tipo Ia come candele standard", afferma Ferdinando Patat. “Questo tipo di supernova viene utilizzato per misurare la velocità di accelerazione dell'espansione dell'Universo, supponendo che questi oggetti si comportino in modo uniforme. Ma le asimmetrie possono introdurre dispersioni nelle quantità osservate. "
"La nostra scoperta pone forti vincoli su tutti i modelli di successo di esplosioni di supernova termonucleari", aggiunge Wang.
I modelli hanno suggerito che l'ingombro è causato da un processo a combustione lenta, chiamato "deflagrazione", e lascia una scia irregolare di ceneri. La levigatezza delle regioni interne della stella che esplode implica che in una determinata fase, la deflagrazione lascia il posto a un processo più violento, una "detonazione", che viaggia a velocità supersoniche - così velocemente da cancellare tutte le asimmetrie nelle ceneri rimaste dietro la combustione più lenta del primo stadio, con conseguente residuo più liscio, più omogeneo.
Fonte originale: Comunicato stampa ESO
