Individuata una supernova a cattura elettronica

La supernova 2018zd, nel cerchio bianco sulla destra, vicino alla galassia NGC 2146
Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” riporta uno studio sulla supernova 2018zd. Un team di ricercatori ha studiato osservazioni condotte con vari telescopi concludendo che questa supernova è del tipo a cattura elettronica, che è stato teorizzato 40 anni fa ma mai identificato in modo certo. Secondo i ricercatori, 2018zd corrisponde alle predizioni teoriche e offre nuove conferme all’ipotesi che la supernova osservata nel 1054 d.C. sia stata del tipo a cattura elettronica.

Esistono vari tipi di supernove, esplosioni cosmiche causate da vari meccanismi in stelle di tipi diversi. Circa 40 anni fa il professor Ken’ichi Nomoto dell’università di Tokyo propose assieme ad alcuni collaboratori un meccanismo per cui stelle particolari, nel ramo super-asintotico delle giganti, quando si verificano certe condizioni, possono esplodere in supernove diverse da quelle che erano già conosciute. Serve una certa densità affinché i protoni degli atomi di magnesio che formano il nucleo degenere di una stella di quel tipo comincino a catturare parte degli elettroni che contrastano la pressione impedendo il collasso del nucleo. La conseguenza è che la pressione della massa della stella non viene più compensata e vengono innescati i processi che causano la supernova.

Anche a livello teorico, c’erano delle incertezze nelle predizioni delle caratteristiche di una supernova del tipo che era stato chiamato a cattura elettronica e ciò rendeva ancor più difficile trovarne una. Ora un team di ricercatori che include anche il professor Nomoto stesso ritiene di averne trovata una.

Nel corso degli anni, sono state condotte simulazioni per cercare di individuare le caratteristiche di una supernova a cattura elettronica e quindi poterne riconoscere una quando viene osservata. I risultati indicano che la stella perde molta massa, che rimane nelle vicinanze e ha una certa composizione chimica. La perdita di massa rende la supernova più debole rispetto a quelle di altri tipi, emette una quantità limitata di radiazioni e ha elementi ricchi di neutroni nel nucleo.

La supernova 2018zd è stata individuata grazie ai telescopi dell’osservatorio di Las Cumbres e subito sono state notate diverse caratteristiche insolite, alcune mai osservate nelle supernove conosciute. La sua origine è vicina alla galassia NGC 2146, una posizione che ha permesso ai ricercatori di esaminare immagini d’archivio precedenti all’esplosione catturate dal telescopio spaziale Hubble per trovare la stella progenitore che probabilmente ha generato quella supernova.

L’immagine (NASA/STScI/Joseph Depasquale; Las Cumbres Observatory) mostra una composizione di osservazioni condotte dall’osservatorio Las Cumbres e dal telescopio spaziale Hubble che include la supernova 2018zd, nel cerchio bianco sulla destra, vicino alla galassia NGC 2146.

La probabile stella progenitore della supernova 2018zd ha caratteristiche analoghe a una stella del ramo super-asintotico delle giganti recentemente identificata. La supernova ha le caratteristiche teorizzate per una del tipo a cattura elettronica. Quest’identificazione offre informazioni sui processi che avvengono nella fase finale della vita di un certo tipo di stelle con una massa tra 8 e 10 volte quella del Sole.

La scoperta di una supernova a cattura elettronica conferma l’ipotesi che anche quella avvistata nel 1054 d.C. fosse di quel tipo. Non è facile trarre conclusioni basate su testimonianze storiche vecchie di quasi un millennio ma si trattò di una supernova eccezionale, visibile anche di giorno per 23 giorni consecutivi e di notte per quasi due anni. I suoi resti, che hanno formato la Nebulosa del Granchio, aiutano questo lavoro di “archeologia spaziale”. L’insieme dei dati raccolti aiuta a capire come si formano alcune stelle di neutroni e la formazione di elementi chimici che vengono proiettati nello spazio interstellare e possono contribuire a formare nuovi pianeti.

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