Gli scienziati scoprono un'immensa supernova

Il team, che comprendeva esperti della Harvard, della Northwestern University e della Ohio University, ritiene che la supernova, soprannominata SN2016aps, potrebbe essere un esempio di una supernova di 'instabilità di coppia pulsazionale' estremamente rara, probabilmente formata da due enormi stelle che si sono fuse prima dell'esplosione. I loro risultati sono stati pubblicati oggi su Nature Astronomy

Gli scienziati scoprono un'immensa supernova

Gli scienziati scoprono un'immensa supernova

Una supernova almeno due volte più luminosa ed energica, e probabilmente molto più massiccia di qualsiasi altra ancora registrata, è stata identificata da un team internazionale di astronomi, guidato dall'Università di Birmingham.

Il team, che comprendeva esperti della Harvard, della Northwestern University e della Ohio University, ritiene che la supernova, soprannominata SN2016aps, potrebbe essere un esempio di una supernova di 'instabilità di coppia pulsazionale' estremamente rara, probabilmente formata da due enormi stelle che si sono fuse prima dell'esplosione. I loro risultati sono stati pubblicati oggi su Nature Astronomy

Un simile evento finora esiste solo in teoria e non è mai stato confermato attraverso osservazioni astronomiche.

Il dott. Matt Nicholl, della School of Physics and Astronomy e dell'Institute of Gravitational Wave Astronomy dell'Università di Birmingham, è l'autore principale dello studio. Spiega: "Possiamo misurare le supernova usando due scale: l'energia totale dell'esplosione e la quantità di quell'energia che viene emessa come luce osservabile o radiazione.

"In una tipica supernova, la radiazione è inferiore all'1% dell'energia totale. Ma in SN2016aps, abbiamo scoperto che la radiazione era cinque volte l'energia di esplosione di una supernova di dimensioni normali. Questa è la quantità di luce che abbiamo mai visto emettere da una supernova. "

Per diventare così luminoso, l'esplosione deve essere stata molto più energica del solito. Esaminando lo spettro della luce, il team è stato in grado di dimostrare che l'esplosione è stata alimentata da una collisione tra la supernova e un enorme guscio di gas, sparso dalla stella negli anni prima che esplodesse.

"Mentre molte supernovae vengono scoperte ogni notte, la maggior parte si trova in enormi galassie", ha affermato il dott. Peter Blanchard, della Northwestern University e coautore dello studio. "Questo si è immediatamente distinto per ulteriori osservazioni perché sembrava essere in mezzo al nulla. Non siamo stati in grado di vedere la galassia dove è nata questa stella fino a quando la luce della supernova non si è affievolita."

Il team ha osservato l'esplosione per due anni, fino a quando non si è sbiadito all'1% della sua massima luminosità. Usando queste misurazioni, hanno calcolato che la massa della supernova era tra 50 e 100 volte maggiore del nostro sole (masse solari). In genere le supernova hanno masse comprese tra 8 e 15 masse solari.

"Le stelle con una massa estremamente grande subiscono violente pulsazioni prima di morire, scrollandosi di dosso un gigantesco guscio di gas. Questo può essere alimentato da un processo chiamato instabilità di coppia, che è stato un argomento di speculazione per i fisici negli ultimi 50 anni", afferma Dr Nicholl. "Se la supernova ottiene i tempi giusti, può raggiungere questo guscio e rilasciare un'enorme quantità di energia nella collisione. Pensiamo che questo sia uno dei candidati più convincenti per questo processo ancora osservato, e probabilmente il più massiccio."

"SN2016aps conteneva anche un altro enigma", ha aggiunto Nicholl. "Il gas che abbiamo rilevato era principalmente idrogeno - ma una stella così massiccia di solito avrebbe perso tutto il suo idrogeno attraverso venti stellari molto prima che iniziasse a pulsare. Una spiegazione è che due stelle leggermente meno massicce intorno, diciamo 60 masse solari, avessero si sono fuse prima dell'esplosione. Le stelle di massa inferiore trattengono il loro idrogeno più a lungo, mentre la loro massa combinata è abbastanza alta da innescare l'instabilità della coppia. "

"Trovare questa straordinaria supernova non sarebbe potuto arrivare in un momento migliore", secondo il professor Edo Berger, coautore della Harvard University. "Ora che sappiamo che tali esplosioni energetiche si verificano in natura, il nuovo James Webb Space Telescope della NASA sarà in grado di vedere eventi simili così lontani che possiamo guardare indietro nel tempo alla morte delle primissime stelle nell'Universo."

Supernova 2016aps è stato rilevato per la prima volta nei dati provenienti dal sistema di rilevamento panoramico e telescopio a risposta rapida (Pan-STARRS), un programma di rilevamento astronomico su larga scala. Il team ha anche utilizzato i dati dell'Hubble Space Telescope, degli osservatori Keck e Gemini, nelle Hawaii, e degli osservatori MDM e MMT in Arizona. Altre istituzioni collaboratrici includevano l'Università di Stoccolma, l'Università di Copenaghen, il California Institute of Technology e lo Space Telescope Science Institute.

La ricerca è stata finanziata tramite una Royal Astronomical Society Research Fellowship, insieme a sovvenzioni della National Science Foundation, della NASA e del Framework dell'Unione Europea Horizon 2020.


Fonte:

Università di Birmingham


Riferimenti:

  1. Matt Nicholl, Peter K. Blanchard, Edo Berger, Ryan Chornock, Raffaella Margutti, Sebastian Gomez, Ragnhild Lunnan, Adam A. Miller, Wen-fai Fong, Giacomo Terreran, Alejandro Vigna-Gómez, Kornpob Bhirombhakdi, Allyson Bieryla, Pete Challis, Russ R. Laher, Frank J. Masci, Kerry Paterson. Una supernova estremamente energetica da una stella molto massiccia in un mezzo denso . Nature Astronomy , 2020; DOI: 10.1038 / s41550-020-1066-7