18 Gennaio 2024
7:00

Scoperta la prima prova diretta del collegamento tra supernove, buchi neri e stelle di neutroni

Osservata per la prima volta, grazie a due telescopi in Cile, una prova osservativa del fatto che dopo l'esplosione di una supernova rimane un oggetto compatto, come una stella di neutroni o un buco nero.

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Scoperta la prima prova diretta del collegamento tra supernove, buchi neri e stelle di neutroni
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Rappresentazione artistica dell’esplosione di una supernova. Credits: ESO/L. Calçada.

Gli astronomi dello European Southern Observatory (ESO) qual è il collegamento tra l’esplosione di una supernova e gli oggetti compatti come buchi neri e stelle di neutroni. Gli astronomi sapevano che a seguito delle immense esplosioni stellari le stelle lasciano dietro di sé una stella di neutroni o un buco nero. Tuttavia, questa supposizione era basata su prove circostanziali, come la presenza di una stella di neutroni nella Nebulosa del Granchio, formatasi dall'esplosione di una stella in supernova nel 1054 d.C. Utilizzando i dati del Very Large Telescope (VLT) e del New Technology Telescope (NTT), entrambi localizzati sulle Ande cilene, gli astronomi sono stati in grado di osservare per la prima volta in tempo reale la presenza di un oggetto compatto a seguito dell'esplosione di una stella in supernova nella galassia NGC157, a 75 milioni di anni luce dalla Terra. I risultati dello studio sono pubblicati su Nature.

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La Nebulosa del Granchio è un tipico esempio del risultato di una esplosione di supernova. Essa possiede al centro una stella di neutroni in rapida rotazione. Credits: NASA/ESA.

La supernova oggetto di questo studio è stata scoperta dall'astronomo amatoriale sudafricano Berto Monard nel maggio 2022. Esplosa in un braccio di spirale nella galassia NGC157, la supernova ha mostrato sin da subito un comportamento anomalo nella sua decrescita della luminosità a seguito dell'esplosione, cosa che ha attirato l'attenzione della comunità astronomica professionale.

Normalmente la luminosità di una supernova decresce in maniera continua col tempo secondo un pattern ben prevedibile. Tuttavia, questa supernova mostrava una oscillazione nella sua luminosità della durata di 12 giorni, suggerendo la presenza di un secondo oggetto nei pressi della supernova che è stato in grado di sopravvivere alla sua esplosione. Gli astronomi si sono così attivati per ottenere nuove osservazioni del sistema, usando i telescopi VLT ed NTT entrambi localizzati sulle Ande cilene. Le nuove osservazioni non solo hanno confermato le fluttuazioni nella luminosità della supernova, ma hanno anche mostrato come ci fossero movimenti periodici di idrogeno in forma gassosa ed esplosioni di raggi gamma nel sistema.

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Rappresentazione artistica della stella di neutroni o del buco nero che orbitando attorno alla stella compagna ne ruba gas dalla sua atmosfera creando un disco di accrescimento che causa l’oscillazione osservata in luminosità. Credits: ESO/L. Calçada.

Unendo i vari pezzi del puzzle, gli astronomi sono giunti alla conclusione che l'interazione della stella compagna col materiale espulso durante l'esplosione della supernova gonfia l'atmosfera ricca di idrogeno della stella. Successivamente, ogni volta che il resto compatto (stella di neutroni o buco nero) sfreccia attraverso l’atmosfera della stella compagna durante la sua orbita, il resto compatto ruberebbe parte del gas di idrogeno formando un disco di materia calda che causa la periodica oscillazione di luminosità osservata.

Sebbene il resto compatto non sia stato osservato direttamente data la sua piccolissima dimensione angolare, gli astronomi hanno concluso che questo furto energetico può essere dovuto solo a una stella di neutroni invisibile, o forse a un buco nero, che attira materia dall’atmosfera gonfia della stella compagna.

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