Una possibile stella di neutroni è nata dopo la supernova SN 1987A

I resti della supernova SN 1987A visti da ALMA
Due articoli – disponibili qui e qui – pubblicati sulla rivista “The Astrophysical Journal” riportano due studi sui resti della supernova SN 1987A. Due team di ricercatori guidati rispettivamente da Phil Cigan dell’Università britannica di Cardiff e da Dany Page dell’Università nazionale autonoma del Messico hanno usato osservazioni condotte con il radiotelescopio ALMA e studi teorici mirati per portare prove che una stella di neutroni si è formata dopo la supernova. Se questi risultati verranno confermati, si tratterebbe della più giovane stella di neutroni conosciuta.

La supernova SN 1987A venne avvistata nella Grande Nube di Magellano, una delle galassie nane satelliti della Via Lattea, nella notte tra il 23 e il 24 febbraio 1987. Negli ultimi anni, astronomi hanno studiato i resti usando il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), inaugurato nel marzo 2013, per sfruttarne la potenza e la sensibilità. Risultati interessanti erano stati pubblicati nel luglio 2017 e gli studi sono continuati da parte di vari team, anche grazie a nuove osservazioni con ALMA che hanno tratto beneficio dai miglioramenti aggiunti al radiotelescopio e all’elaborazione dei dati raccolti.

L’esplosione della stella che era stata catalogata come Sanduleak -69° 202a, o semplicemente Sk-69 202, la supergigante blu progenitore della supernova SN 1987A, ha lasciato un nucleo compatto che poteva diventare una stella di neutroni o un buco nero, a seconda della sua massa. Lo stesso giorno in cui venne rilevata SN 1987A, dalla stessa direzione vennero rilevati anche neutrini, un evento che gli scienziati interpretarono come un indizio che si trattasse di una stella di neutroni. Tuttavia, per oltre trent’anni nessuno riuscì a trovare prove della sua natura, almeno finora.

Il team guidato da Phil Cigan ha ottenuto immagini ad altissima risoluzione dei resti della supernova SN 1987A che hanno rivelato un grumo di gas e polveri a temperature elevatissime all’interno di quei resti. Mikako Matsuura, un’altra ricercatrice dell’Università di Cardiff che fa parte del team che ha condotto le osservazioni, ha spiegato che dev’esserci qualcosa nella nube che riscalda gas e polveri facendole brillare, il motivo per cui il team ha suggerito che c’è una stella di neutroni in quella nube di polveri.

L’immagine in alto (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), P. Cigan and R. Indebetouw; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton; NASA/ESA) mostra il grumo di gas caldissimi visti dal radiotelescopio ALMA al centro dei resti della supernova SN 1987A nell’inserto.

Un dubbio del team di Phil Cigan era che l’oggetto fosse fin troppo brillante per una stella di neutroni ma l’altro studio, condotto dal team di Dany Page, porta conferme a quell’interpretazione con un lavoro teorico che indica che una stella di neutroni molto giovane può avere quelle caratteristiche. Quando la supernova SN 1987A venne scoperta, Dany Page stava lavorando al suo dottorato e ha cambiato il corso della sua carriera, portandolo a lavorarci sopra per scoprirne i segreti.

I modelli usati dal team di Dany Page predicono proprio che una stella di neutroni si troverebbe dove è stata osservata la nube incandescente rilevata da ALMA, dove è stata spinta dalla supernova. Avrebbe una temperatura stimata in 5 milioni di gradi Celsius, sufficiente per fornire una quantità di energia tale da spiegare la luminosità del grumo osservato.

La stella di neutroni non è di tipo pulsar, la cui energia dipende dalla sua velocità di rotazione e dalla potenza del suo campo magnetico. Dany Page ha spiegato che questi parametri dovrebbero avere valori molto precisi per adattarsi alle osservazioni mentre l’energia termica emessa dalla superficie calda della giovane stella di neutroni si adatta naturalmente ai dati.

James Lattimer della Stony Brook University di New York, parte del team di Dany Page, è un altro veterano degli studi della supernova SN 1987A dato che nel 1989 fu tra gli autori di un articolo che descriveva i risultati dell’analisi del segnale dei neutrini provenienti da essa. Ha spiegato che i neutrini hanno suggerito che un buco nero non si è mai formato e sarebbe difficile spiegare la luminosità osservata nel grumo con la presenza di un buco nero. Il team ha confrontato tutte le possibilità e ha concluso che una stella di neutroni calda è la spiegazione più probabile.

La nube di gas e polveri continua a espandersi e di conseguenza si sta diradando. È un processo molto lento perciò potrebbero volerci decenni prima che sia possibile vedere direttamente se c’è davvero una stella di neutroni al suo centro. È uno studio dei resti della supernova SN 1987A molto interessante per gli astronomi, i quali continueranno a raccogliere dati sulla loro evoluzione.

Concetto artistico di stella di neutroni in mezzo ai resti della supernova SN 1987A (Immagine NRAO/AUI/NSF, B. Saxton)
Concetto artistico di stella di neutroni in mezzo ai resti della supernova SN 1987A (Immagine NRAO/AUI/NSF, B. Saxton)

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