Il 23 febbraio 1987, la luce di una stella gigante che esplode raggiunse la Terra. L'evento, che si è svolto nella Grande Magellanic Cloud, una piccola galassia a 168.000 anni luce di distanza che circonda la nostra Via Lattea, è stata la supernova più vicina a quasi 400 anni, e la prima dall'invenzione dei moderni telescopi.
Più di 30 anni dopo, un team ha usato per la prima volta osservazioni a raggi X e simulazioni fisiche per misurare accuratamente la temperatura degli elementi nel gas attorno alla stella morta. Mentre le onde d'urto iperveloce dal cuore della supernova si schiantano in atomi nel gas circostante, riscaldano quegli atomi a centinaia di milioni di gradi Fahrenheit.
I risultati sono stati pubblicati il 21 gennaio sulla rivista Nature Astronomy.
Andarsene col botto
Quando le stelle giganti raggiungono la vecchiaia, i loro strati esterni si staccano e si raffreddano in enormi strutture residue attorno alla stella. Il nucleo della stella crea una spettacolare esplosione di supernova, lasciando dietro di sé una stella di neutroni ultraveloce o un buco nero. Le onde d'urto dell'esplosione si propagano a un decimo della velocità della luce e colpiscono il gas circostante, riscaldandolo e facendolo brillare in raggi X luminosi.
Il telescopio a raggi X Chandra spaziale della NASA ha monitorato le emissioni della supernova 1987A, come è noto la stella morta, da quando il telescopio è stato lanciato 20 anni fa. A quel tempo, la supernova 1987A ha sorpreso più volte i ricercatori, ha dichiarato a Live Science David Burrows, fisico della Pennsylvania State University e coautore del nuovo articolo. "Una grande sorpresa è stata la scoperta di una serie di tre anelli attorno ad esso", ha detto.
Dal 1997 circa, l'onda d'urto della supernova del 1987A ha interagito con l'anello più interno, chiamato anello equatoriale, ha detto Burrows. Usando Chandra, lui e il suo gruppo hanno monitorato la luce creata dalle onde d'urto mentre interagiscono con l'anello equatoriale per imparare come si riscaldano il gas e la polvere nell'anello. Volevano capire le temperature di diversi elementi nel materiale mentre il fronte d'urto lo avvolge, un problema di vecchia data che è stato difficile da determinare con precisione.
Per aiutare nelle misurazioni, il team ha creato simulazioni 3D dettagliate al computer della supernova che hanno districato i numerosi processi in gioco: la velocità dell'onda d'urto, la temperatura del gas e i limiti di risoluzione degli strumenti di Chandra. Da lì, sono stati in grado di determinare la temperatura di una vasta gamma di elementi, da atomi leggeri come azoto e ossigeno, fino a quelli pesanti come silicio e ferro, ha detto Burrows. Le temperature variavano da milioni a centinaia di milioni di gradi.
I risultati forniscono importanti spunti sulla dinamica della supernova 1987A e aiutano a testare modelli di un tipo specifico di fronte d'urto, Jacco Vink, un astrofisico ad alta energia dell'Università di Amsterdam nei Paesi Bassi, che non era coinvolto nel lavoro, ha detto a Live Scienza.
Poiché le particelle cariche dell'esplosione non colpiscono gli atomi nel gas circostante, ma piuttosto disperdono gli atomi di gas usando campi elettrici e magnetici, questo shock è noto come uno shock senza collisioni, ha aggiunto. Il processo è comune in tutto l'universo e quindi comprenderlo meglio aiuterebbe i ricercatori con altri fenomeni, come l'interazione del vento solare con materiale interstellare e simulazioni cosmologiche sulla formazione di strutture su larga scala nell'universo.
