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La supernova SN1987A, esplosa nella Grande Nube di Magellano esattamente 37 anni fa, il 23 febbraio 1987, a circa 163.000 anni-luce da noi, ci ha fornito la grande opportunità di osservare e studiare in dettaglio l'evoluzione di una supernova, e di ciò che resta dopo l'esplosione, da una posizione privilegiata. Il telescopio spaziale James Webb ci ha dato infatti le possibili prove della presenza di una stella di neutroni al centro di SN1987A, generatasi a seguito dell'esplosione di supernova. A scoprirlo un team di astronomi guidato da Mike Barlow dell'University College di Londra.
Finora, gli astronomi non erano mai riusciti a trovare una prova definitiva della presenza di una stella di neutroni nel resto di supernova SN1987A. Grazie al James Webb si è finalmente trovata una prova diretta della presenza di una stella di neutroni grazie all'osservazione di elementi chimici, come l'argon, il cui alto grado di ionizzazione può solo essere spiegato dalla presenza di una sorgente compatta che emette radiazione elettromagnetica molto energetica.
Le supernovae sono lo stadio esplosivo finale di stelle superiori alle 8 masse solari. Si stima che in una galassia come la Via Lattea ne debba esplodere una ogni 100 anni circa. L'ultima supernova galattica è stata quella osservata da Keplero nel 1604 e da allora nessun'altra sembra è stata visibile nella nostra galassia. La più vicina è stata quella esplosa nel 1987 nella Grande Nube di Magellano, una delle galassie satelliti della Via Lattea. La sua vicinanza ha mandato in visibilio la comunità astronomica che ha potuto così osservare e studiare questi fenomeni esplosivi da "vicino", distando la Grande Nube di Magellano soli 163,000 anni-luce. SN1987A è stata anche l'ultima supernova visibile a occhio nudo dalla Terra.
La supernova SN1987A è una supernova cosiddetta core-collapse, generata cioè dal collasso gravitazione del nucleo di una stella di massa superiore alle 8 masse solari giunta al termine della sua vita. In queste supernovae è proprio il collasso del nucleo della stella a generare quella che gli astronomi chiamano “stella di neutroni”, ovvero ciò che resta del nucleo stellare a seguito dell'esplosione in supernova; la supernova esplode quando il resto della stella rimbalza violentemente su questo imponente e densissimo “muro” di neutroni. Da allora sono state condotte diverse osservazioni di SN1987A, ma nessuna era riuscita a trovare una prova diretta della presenza della stella di neutroni,
Il James Webb ha iniziato le osservazioni di SN1987A nel 2022 attraverso due diversi strumenti: NIRCam, ovvero una camera che riprende immagini nell'infrarosso, e lo spettrografo a media risoluzione di MIRI, uno strumento che scompone la luce infrarossa nelle sue lunghezze d'onda costituenti. Grazie a questi strumenti, gli scienziati hanno potuto indagare la composizione chimica del resto di supernova, trovando elementi altamente ionizzati (cioè privi di elettroni), tra cui l'argon, la cui emissione si nota distintamente nell'immagine di copertina.
Affinché questi elementi possano raggiungere un alto grado di ionizzazione, cioè essere privati di svariati elettroni, essi hanno bisogno di essere colpiti da una radiazione elettromagnetica molto energetica. All'interno del loro studio, gli scienziati hanno vagliato diverse possibili sorgenti di radiazione elettromagnetica, confrontando i modelli con i dati. I risultati mostrano che la sorgente che meglio spiega le osservazioni condotte col James Webb è proprio una stella di neutroni, mettendo definitivamente la parola fine alla ricerca di una prova diretta della presenza di un oggetto compatto nel resto di supernova SN1987A.
Quest'anno sono previste ulteriori osservazioni di SN 1987A, utilizzando sia il James Webb che altri telescopi. I ricercatori sperano che lo studio in corso possa fornire maggiore chiarezza su ciò che sta accadendo nel cuore di questo resto di supernova. Le nuove osservazioni stimoleranno lo sviluppo di modelli più dettagliati, consentendo in definitiva agli astronomi di comprendere meglio non solo SN 1987A, ma tutte le supernovae core-collapse.
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