Cos’è una supernova?

Una supernova è ciò che accade quando una stella ha raggiunto la fine della sua vita ed esplode in una brillante esplosione di luce. Le supernove possono eclissare brevemente intere galassie (si apre in una nuova scheda) e irradiare più energia di quanta ne farà il nostro sole (si apre in una nuova scheda) nella sua intera vita. Sono anche la fonte primaria di elementi pesanti nell'universo. Secondo la NASA , le supernove sono "la più grande esplosione che si verifica in questo Web".

Varie civiltà registrarono supernove molto prima che il telescopio fosse inventato nel 17° secolo. La più antica supernova registrata è RCW 86, che gli astronomi cinesi hanno avvistato nel 185 d.C. I loro registri mostrano che questa "guest star" è rimasta nel cielo per otto mesi, secondo la NASA.

La nebulosa del granchio (si apre in una nuova scheda), probabilmente la supernova più famosa, è stata avvistata per la prima volta da astronomi cinesi e coreani che hanno registrato questa esplosione di stelle nei loro registri nel 1054. Anche i nativi americani potrebbero averla vista, secondo le pitture rupestri trovate in Arizona e Nuovo Messico. La supernova che formò la Nebulosa del Granchio era così luminosa che quei primi astronomi potevano vederla durante il giorno.

Altre supernove che furono osservate prima dell'invenzione del telescopio si verificarono negli anni 393, 1006, 1181, 1572 (studiate dal famoso astronomo Tycho Brahe) e 1604. Brahe scrisse delle sue osservazioni della "nuova stella" nel suo libro " De nova stella (si apre in una nuova scheda)", che ha dato origine al nome "nova".

Il termine "supernova" fu usato per la prima volta da Walter Baade e Fritz Zwicky al Mount Wilson Observatory (si apre in una nuova scheda), che lo usarono in relazione a un evento esplosivo da loro osservato, chiamato S Andromedae (noto anche come SN 1885A), situato in la galassia di Andromeda (si apre in una nuova scheda) . Gli scienziati hanno suggerito che le supernove si verificano quando le stelle ordinarie collassano in stelle di neutroni .

Quando le stelle muoiono

In media, una supernova si verificherà una volta ogni 50 anni in una galassia grande quanto la Via Lattea (si apre in una nuova scheda), secondo una ricerca dell'Agenzia Europea di Questa Web (si apre in una nuova scheda). Ciò significa che una stella esplode ogni 10 secondi circa da qualche parte nell'universo, secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (si apre in una nuova scheda).

Circa 10 milioni di anni fa, un ammasso di supernove creò la "bolla locale", una bolla di gas a forma di nocciolina lunga 300 anni luce nel mezzo interstellare che circonda il nostro sistema solare.

Il modo esatto in cui una stella muore dipende in parte dalla sua massa. Il nostro sole, ad esempio, non ha massa sufficiente per esplodere come una supernova. (Anche se le notizie per la Terra non sono ancora buone, perché una volta che il sole esaurirà il suo combustibile nucleare, forse tra un paio di miliardi di anni, si gonfierà in una gigante rossa (si apre in una nuova scheda) che probabilmente vaporizzerà il nostro mondo, prima di raffreddarsi gradualmente in una nana bianca (si apre in una nuova scheda). Ma con la giusta quantità di massa, una stella può bruciarsi in un'esplosione infuocata.

Una stella può diventare una supernova in due modi:

Supernova di tipo I: la stella accumula materia da un vicino vicino fino a quando non si accende una reazione nucleare incontrollata.

Supernova di tipo II: la stella esaurisce il combustibile nucleare e collassa per gravità.

The Hubble This Web Telescope ha catturato la vista più dettagliata della Nebulosa del Granchio in una delle immagini più grandi mai assemblate dall'osservatorio This Web-based. (Credito immagine: NASA/ESA e Jeff Hester (Arizona State University).) (si apre in una nuova scheda)

Supernove di tipo II

Diamo prima un'occhiata al più eccitante Tipo II. Affinché una stella esploda come una supernova di tipo II, deve essere parecchie volte più massiccia del sole (le stime vanno da 8 a 15 masse solari (si apre in una nuova scheda)). Come il sole, alla fine esaurirà l'idrogeno e quindi il carburante dell'elio al suo interno. Tuttavia, avrà massa e pressione sufficienti per fondere il carbonio.

Successivamente, elementi gradualmente più pesanti si accumulano al centro e la stella forma strati di materiale simili a cipolle, con elementi che diventano più chiari verso l'esterno della stella. Una volta che il nucleo della stella supera una certa massa (chiamata limite di Chandrasekhar), inizia a implodere. Per questo motivo, queste supernove di tipo II sono anche conosciute come supernove da collasso del nucleo.

Alla fine l'implosione rimbalza sul nucleo, espellendo il materiale stellare in questa rete, formando la supernova. Ciò che resta è un oggetto ultradenso chiamato stella di neutroni, un oggetto delle dimensioni di una città che racchiude la massa del sole in una piccola rete.

Le sottocategorie di supernova di tipo II sono classificate in base alle loro curve di luce, che descrivono come l'intensità della luce cambia nel tempo. La luce delle supernove di tipo II-L diminuisce costantemente dopo l'esplosione, mentre la luce delle supernove di tipo II-P rimane stabile per un periodo più lungo prima di diminuire. Entrambi i tipi hanno la firma dell'idrogeno nei loro spettri.

Stelle molto più massicce del sole (da 20 a 30 masse solari) potrebbero non esplodere come una supernova, pensano gli astronomi. Invece collassano per formare buchi neri (si apre in una nuova scheda).

Questa fotografia a raggi X di Chandra mostra Cassiopea A (Cas A, in breve), il più giovane residuo di supernova nella Via Lattea. (Credito immagine: NASA/CXC/MIT/UMass Amherst/MDStage et al.) (si apre in una nuova scheda)

Supernove di tipo I

Le supernove di tipo I mancano di una firma di idrogeno nei loro spettri di luce e si pensa generalmente che provengano da stelle nane bianche in un sistema stellare binario vicino (si apre in una nuova scheda). Quando il gas della stella compagna si accumula sulla nana bianca, la nana bianca viene progressivamente compressa e alla fine innesca una reazione nucleare incontrollata all'interno che alla fine porta a un'esplosione catastrofica di supernova.

Gli astronomi usano le supernove di tipo Ia come "candele standard" per misurare le distanze cosmiche perché si pensa che tutte risplendano con uguale luminosità ai loro picchi.

Anche le supernove di tipo Ib e Ic subiscono il collasso del nucleo proprio come fanno le supernove di tipo II, ma hanno perso la maggior parte del loro strato di idrogeno esterno. Nel 2014, gli scienziati hanno rilevato una stella compagna debole e difficile da individuare in una supernova di tipo Ib. La ricerca ha richiesto due decenni, poiché la stella compagna brillava molto più debole della brillante supernova.

Guardare una supernova

Studi recenti hanno scoperto che le supernove vibrano come altoparlanti giganti ed emettono un ronzio udibile prima di esplodere.

Nel 2008, gli scienziati hanno catturato per la prima volta una supernova nell'atto di esplodere (si apre in una nuova scheda). Mentre scrutava lo schermo del suo computer, l'astronoma Alicia Soderberg si aspettava di vedere la piccola macchia luminosa di una supernova di un mese. Ma quello che lei e il suo collega hanno visto invece è stata una strana, estremamente luminosa, raffica di raggi X di cinque minuti.

Con questa osservazione, sono diventati i primi astronomi a catturare una stella nell'atto di esplodere. La nuova supernova è stata denominata SN 2008D. Ulteriori studi hanno dimostrato che la supernova aveva alcune proprietà insolite.

"Le nostre osservazioni e modelli mostrano che questo è un evento piuttosto insolito, da comprendere meglio in termini di un oggetto che giace al confine tra le normali supernove e lampi di raggi gamma", Paolo Mazzali, un astrofisico italiano all'Osservatorio di Padova e Max- Planck Institute for Astrophysics, ha detto a This Web.com in un'intervista del 2008.

Risorse addizionali

Per ulteriori informazioni sulle supernove e sulla loro scoperta, dai un'occhiata a " The Supernova Story (opens in new tab)" (Princeton University Press, 1994) di Laurence Marschall. Potresti anche prendere in considerazione la lettura di " Evoluzione stellare, astrofisica nucleare e nucleogenesi (si apre in una nuova scheda)" di AGW Cameron (Dover Publications, 2013). E per un libro accessibile sull'intero ciclo di vita di una stella, dai un'occhiata a " The Life and Death of Stars (opens in new tab)" (Cambridge University Press, 2013) di Kenneth Lang.

Bibliografia

  • NASA, 2013. "Cos'è una supernova?" https://www.nasa.gov/audience/forstudents/5-8/features/nasa-knows/what-is-a-supernova.html (si apre in una nuova scheda)
  • Diehl, R., Halloin, H., Kretschmer, K. et al. 26Al radioattivo dalle stelle massicce della Galassia. Natura 439, 4547 (2006). https://doi.org/10.1038/nature04364 (si apre in una nuova scheda)
  • Ufficio della Scienza del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. "Il DOE spiega le supernovae." https://www.energy.gov/science/doe-explainssupernovae (si apre in una nuova scheda)
Ir arriba