Le simulazioni di supernova rivelano come le esplosioni stellari modellano le nuvole di detriti

Gli astronomi sono finalmente in grado di interpretare le osservazioni dei resti di supernova, grazie alle simulazioni al computer, fatte degli astrofisici dell’istituto giapponese RIKEN. Infatti, le simulazioni di supernova rivelano come le esplosioni stellari modellano le nuvole di detriti.

Quando alcuni tipi di stelle muoiono, si spengono in un “tripudio di gloria” con un’esplosione incredibilmente potente nota come supernova. Le supernove di tipo Ia, si formano da un’esplosione di una nana bianca che ha bruciato il suo combustibile a idrogeno. La materia che scorre da una stella compagna, può far partire una reazione di fusione nucleare, innescando una massiccia conflagrazione che crea molti degli elementi più pesanti dell’Universo. Questi vengono scagliati verso l’esterno in una nuvola luminosa nota come residuo, che reca un’impronta dell’esplosione.

Le simulazioni

Gilles Ferrand del RIKEN, insieme ad altri esperti in Giappone e Germania, ha sviluppato simulazioni al computer tridimensionali che ricreano le supernove. 

Le loro simulazioni coinvolgono due fasi. La prima modella l’esplosione della supernova stessa, mentre la seconda la utilizza come input per un modello dei resti di supernova. “Il nostro obiettivo è capire come le diverse condizioni di esplosione producano resti con forme e composizioni caratteristiche, simili a quelle che osserviamo nella nostra galassia“, ha spiegato Ferrand.

Le ultime simulazioni del team si concentrano su due aspetti delle supernove. Il primo è capire come l’esplosione si innesca all’interno di una nana bianca e il secondo è come la combustione attraversa la stella. L’accensione può iniziare solo in pochi punti all’interno della nana bianca, oppure può essere attivata in molti punti contemporaneamente. Nel frattempo, la combustione potrebbe essere una deflagrazione, un fuoco turbolento che si muove più lentamente della velocità locale del suono, o potrebbe comportare una deflagrazione seguita da una detonazione supersonica.

I quattro modelli di supernova

Mettendo insieme queste opzioni in modi diversi, i ricercatori hanno prodotto quattro modelli di resti di supernova. “Ogni modello ha le sue proprietà distintive“, ha affermato Ferrand. Una supernova con pochi punti di accensione e un’esplosione di deflagrazione ha prodotto un residuo con un guscio simmetrico che è stato spostato dal centro dell’esplosione. Al contrario, una simulazione che coinvolge pochi punti di accensione e una detonazione, ha prodotto un residuo in cui metà del guscio esterno era due volte più spesso dell’altra metà. I resti delle simulazioni di deflagrazione presentavano anche “cuciture” inaspettate di materiale più denso.

Questi risultati suggeriscono che il momento migliore per vedere l’impronta di una supernova sui suoi resti è circa 100-300 anni dopo l’esplosione. Questa impronta è visibile più a lungo nelle supernove con meno punti di accensione e tutti i resti nelle simulazioni sono diventati globalmente sferici entro 500 anni. 

Questi risultati guideranno gli astronomi nell’interpretare le osservazioni dei resti di supernova.

Fonte: https://phys.org/news/2021-03-supernova-simulations-reveal-stellar-explosions.html?fbclid=IwAR1KGOysJ2s3vWlSBeDemaRqtrImx89xkCmAez67Z5h3_jrMTOTAh-_BAEY