Un articolo pubblicato sulla rivista “Science” riporta nuove prove che la supernova SN 1987A ha generato una pulsar. Un team di ricercatori ha usato osservazioni condotte con il telescopio spaziale James Webb per rilevare gli effetti di emissioni a elevata energia provenienti dalla pulsar o dalla pulsar wind nebula, una nebulosa che la circonda ed è alimentata proprio dalla pulsar. Si tratta di conferme di conclusioni raggiunte da altri team di ricercatori negli anni scorsi usando osservazioni in altre bande elettromagnetiche.
L’immagine (NASA, ESA, CSA, STScI, and C. Fransson (Stockholm University), M. Matsuura (Cardiff University), M. J. Barlow (University College London), P. J. Kavanagh (Maynooth University), J. Larsson (KTH Royal Institute of Technology)) mostra i resti della supernova SN 1987A visto dal telescopio spaziale James Webb. Sulla sinistra una vista catturata con lo strumento NIRCam (Near-Infrared Camera) nel 2023 che mostra la struttura centrale, che si espande a una velocità di parecchi chilometri al secondo. La regione in blu è quella più densa dei materiali espulsi, che contengono elementi pesanti come carbonio, ossigeno, magnesio e ferro. L’anello che circonda quella regione è il frutto della collisione dei materiali con un anello di gas espulso circa 20.000 anni prima della supernova. Sulla sinistra, in alto i resti visti dallo strumento MIRI e in basso dallo strumento NIRSpec.
Dal 1987, quando la supernova SN 1987A divenne visibile sulla Terra anche a occhio nudo, gli astronomi stanno cercando di individuare ciò che è rimasto della stella progenitrice in mezzo ai suoi resti. La quantità di materiali che forma quei resti, che ora sono freddi e densi vedendoli dalla Terra, continua a rendere impossibile una visione diretta di un oggetto che dovrebbe essere una stella di neutroni o un buco nero.
Vari studi hanno offerto prove indirette che l’oggetto rimasto dopo la supernova SN 1987A è una stella di neutroni, ad esempio quello in un articolo pubblicato quasi esattamente tre anni fa sulla rivista “The Astrophysical Journal” che era basato su osservazioni ai raggi X. Ora il telescopio spaziale James Webb ha permesso di condurre anche osservazioni agli infrarossi che offrono nuove prove che si tratta di una pulsar, un tipo di stella di neutroni.
C’è stato un grande interesse nei confronti della supernova SN 1987A fin dal suo avvistamento perciò le osservazioni dei suoi resti con il telescopio spaziale James Webb sono state tra le prime condotte dopo l’inizio della sua missione scientifica. I ricercatori hanno usato gli strumenti MIRI (Mid-Infrared Instrument) e NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) per ottenere informazioni cruciali.
Lo strumento MIRI è stato usato nella modalità Medium Resolution Spectrograph (MRS), che permette di condurre un esame spettroscopico dell’oggetto osservato. Nel caso dei resti della supernova SN 1987A, i ricercatori hanno trovato la firma chimica di argo ionizzato dal centro dei materiali espulsi attorno all’area in cui c’era la stella progenitrice.
Successive osservazioni hanno sfruttato lo strumento NIRSpec per condurre un esame spettroscopico basato su osservazioni condotte a lunghezze d’onda più corte. Stavolta i ricercatori hanno trovato le firme chimiche di elementi ionizzati ancor più pesantemente, in particolare argo ionizzato cinque volte, il che significa che gli atomi hanno perso cinque dei loro diciotto elettroni. Servono fotoni a elevata energia per generare quel tipo di ioni.
Claes Fransson dell’Università di Stoccolma, primo autore di questo studio, ha spiegato che lui e i suoi colleghi hanno esaminato varie possibilità. Ciò che è certo è che ci dev’essere una fonte di radiazioni a elevata energia al centro dei resti della supernova SN 1987A ma esistono diversi meccanismi che potrebbero causare la ionizzazione rilevata. Tuttavia, solo alcune di quelle possibilità sono probabili: una stella di neutroni centrale o una pulsar wind nebula, che comunque richiede la presenza di una stella di neutroni.
Il quadro che emerge combinando i risultati di questo studio dei resti della supernova SN 1987A con quelli condotti negli scorsi anni in altre bande elettromagnetiche come i raggi X favorisce il modello con la pulsar wind nebula.
Emanuele Greco dell’INAF (Istituto nazionale di astrofisica) di Palermo, che diresse lo studio del 2021 ai raggi X, ha dichiarato che la conferma della presenza di una stella di neutroni è fondamentale per la comprensione di come questi oggetti evolvono nei primi anni della loro vita. Ha anche sottolineato il fatto che quella generata dalla supernova SN 1987A è la stella di neutroni più giovane che conosciamo e rappresenta quindi un laboratorio cosmico unico nel suo genere.
Gli autori dello studio condotto con il telescopio spaziale James Webb intendono continuare ad analizzare i dati raccolti e a condurre altre osservazioni, anche con telescopi al suolo. Nuove informazioni potranno portare nuove conferme alle conclusioni attuali o offrire qualche sorpresa. Potranno anche aiutare a migliorare i modelli teorici riguardanti le supernove causate dal collasso di una stella massiccia, che generano elementi pesanti che vengono sparsi nello spazio interstellare.
