Cosa fa esplodere una stella? Un nuovo sguardo al residuo di supernova di Tycho da parte del telescopio a raggi X Chandra ha fornito agli astronomi prove inedite su ciò che potrebbe innescare un tipo specifico di supernova, un'esplosione di supernova di tipo Ia. Gli astronomi hanno individuato quello che sembra essere materiale che è stato fatto esplodere da una stella compagna a una nana bianca quando è esplosa, creando la supernova vista dall'astronomo danese Tycho Brahe nel 1572. Vi sono anche prove che questo materiale ha bloccato i detriti di esplosione, creando un " arco ”e un'ombra nel residuo della supernova.
Esistono due tipi principali di supernovae. Uno è dove una stella massiccia - molto più grande del nostro sole - brucia tutto il suo combustibile nucleare e collassa su se stessa, provocando un'esplosione di supernova. Le supernovae di tipo Ia, tuttavia, sono diverse. Le stelle più piccole alla fine si trasformano in nane bianche alla fine della loro vita, diventando una sfera ultra densa di carbonio e ossigeno delle dimensioni della Terra, con la massa del nostro Sole. In alcuni casi, tuttavia, una nana bianca in qualche modo si accende, creando un'esplosione così luminosa che può essere vista a miliardi di anni luce di distanza, in gran parte dell'Universo. Ma gli astronomi non hanno davvero capito cosa provoca queste esplosioni.
Ci sono un paio di teorie popolari: uno scenario per le supernova di tipo Ia prevede la fusione di due nane bianche. In questo caso, nessuna stella compagna o prova del materiale espulso da una compagna dovrebbe esistere. Nell'altra teoria, una nana bianca estrae materiale da una stella compagna “normale” o simile al Sole fino a quando non si verifica un'esplosione termonucleare.
Entrambi gli scenari possono effettivamente verificarsi in condizioni diverse, ma l'ultimo risultato Chandra di Tycho supporta quest'ultimo.
Le nuove immagini di Chandra mostrano i famosi resti della supernova di Tycho e rivelano per la prima volta un arco di emissione di raggi X all'interno del residuo di supernova. La forma dell'arco è diversa da qualsiasi altra caratteristica vista nel residuo. Ciò supporta la conclusione che un'onda d'urto ha creato l'arco quando una nana bianca è esplosa e ha fatto esplodere il materiale dalla superficie di una stella compagna vicina.
Inoltre, questo nuovo studio sembra mostrare quanto possano essere resistenti alcune stelle, poiché l'esplosione della supernova sembra aver fatto esplodere pochissimo materiale dalla stella compagna. In precedenza, studi con telescopi ottici hanno rivelato una stella all'interno del residuo che si sta muovendo molto più rapidamente rispetto ai suoi vicini, suggerendo che potrebbe essere il compagno mancante.
"Sembra che questa stella compagna sia stata proprio accanto a un'esplosione estremamente potente e sia sopravvissuta relativamente incolume", ha affermato D. Wang Wang dell'Università del Massachusetts ad Amherst, un membro del gruppo di ricerca il cui documento apparirà nel numero del 1 maggio di The Astrophysical Journal. “Presumibilmente è stato anche dato un calcio quando è avvenuta l'esplosione. Insieme alla velocità orbitale, questo calcio fa viaggiare rapidamente il compagno attraverso lo spazio. "
Utilizzando le proprietà dell'arco radiografico e il compagno stellare candidato, il team ha determinato il periodo orbitale e la separazione tra le due stelle nel sistema binario prima dell'esplosione. Il periodo è stato stimato in circa 5 giorni e la separazione era solo circa un milionesimo di un anno luce, o meno di un decimo della distanza tra il Sole e la Terra. In confronto, il residuo stesso ha una larghezza di circa 20 anni luce.
Altri dettagli dell'arco supportano l'idea che fu spazzato via dalla stella compagna. Ad esempio, l'emissione di raggi X del residuo mostra un'apparente "ombra" vicino all'arco, coerente con il blocco dei detriti dall'esplosione da parte del cono in espansione del materiale strappato dal compagno.
"Questo materiale stellare spogliato era il pezzo mancante del puzzle per sostenere che la supernova di Tycho era stata attivata in un binario con un normale compagno stellare", ha detto Fangjun Lu dell'Institute of High Energy Physics, Accademia cinese delle scienze di Pechino. "Ora sembra che abbiamo trovato questo pezzo."
Poiché le supernova di tipo Ia sono tutte di luminosità simile, vengono utilizzate come una candela standard per misurare l'espansione dell'Universo, e questa nuova osservazione di Chandra ha contribuito a rispondere almeno in parte alla domanda di lunga data - e critica - di cosa innesca queste esplosioni luminose.
Fonte: Chandra
