Supernova, vista prima volta nel 1181, rilascia filamenti luminosi

Supernova, vista prima volta nel 1181, rilascia filamenti luminosi. Una supernova nel 1181 fu vista brillare nel cielo notturno per sei mesi. Era così luminosa che gli astronomi cinesi e giapponesi la registrarono come una “stella ospite” nella costellazione di Cassiopea. Gli astronomi, utilizzando il Keck Cosmic Web Imager, o KCWI, presso l’Osservatorio WM Keck alle Hawaii, hanno mappato una sfera di strani filamenti che si estendono lontano dal punto in cui è esplosa la stella.

Questa è la prima volta che i fili sottili vengono osservati in 3D mentre si allontanano dal sito dell’esplosione attorno alla stella morta. I ricercatori hanno condiviso i risultati del loro lavoro, che forniscono nuova chiarezza sulla struttura del resto di supernova, in un articolo pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.

Il coautore dello studio Christopher Martin, professore di fisica al California Institute of Technology e responsabile del team che ha costruito l‘imager ha spiegato che: “Un’immagine standard del resto di supernova sarebbe come una foto statica di uno spettacolo di fuochi d’artificio. KCWI però ci offre qualcosa di più simile ad un ‘film’, poiché possiamo misurare il movimento delle braci dell’esplosione mentre si diramano verso l’esterno dall’esplosione centrale”.

La supernova

La scoperta aggiunge un altro tassello al puzzle mentre gli astronomi cercano di comprendere i resti che questa insolita supernova ha lasciato dietro di sé. I filamenti qui si sono irradiati da una “stella zombie “ creata dall’esplosione. La ricerca di prove visive della supernova, denominata SN 1181, è andata avanti per secoli prima che l’astronomo dilettante Dana Patchick ne scoprisse per la prima volta i resti nel 2013.

Dana Patchick ha individuato una nebulosa, vicino al sito originale della supernova, mentre esaminava le immagini scattate dalla missione Wide-field Infrared Survey Explorer della NASA. Albert Zijlstra, professore di astrofisica presso l’Università di Manchester in Inghilterra, ha poi stabilito il collegamento tra la nebulosa e SN 1181 nel 2021. La nebulosa, una nube di materiale espulso dalla supernova, è stata chiamata Pa 30. Gli astronomi, nel 2023, hanno avvistato strani filamenti che brillavano di luce proveniente dallo zolfo all’interno della nebulosa.

Gli scienziati sanno che la supernova ha creato i filamenti, ma non è chiaro come o quando si siano formate le strutture. La supernova del 1181 non è stata una normale esplosione stellare. Gli scienziati ritengono che l’evento sia stato causato da un’esplosione termonucleare verificatasi su una nana bianca, o una densa stella morta. È possibile che due nane bianche si siano scontrate per creare la supernova. L’impatto, tuttavia, ha creato solo un’esplosione parziale. Le violente esplosioni di supernova generalmente distruggono le nane bianche. Ma l’esplosione parziale, nota come rara supernova di tipo lax, lascia dietro di sé una stella zombie.

La supernova: l’esplosione

Ilaria Caiazzo, autrice dello studio e professoressa associata presso l’Istituto di scienza e tecnologia austriaco ha spiegato che: “Poiché si è trattato di un’esplosione fallita, è stata più debole delle normali supernovae, il che ha dimostrato di essere coerente con i registri storici”. I dati catturati dallo strumento hanno permesso al team di misurare i movimenti di ogni filamento e di creare una mappa 3D. Il Keck Cosmic Web Imager ha consentito di misurare la velocità di qualsiasi materiale all’interno della nebulosa che emette luce. Quando il team ha analizzato i dati, ha determinato che i filamenti si stanno allontanando dal sito della supernova a circa 1.000 chilometri al secondo.

Tim Cunningham, coautore dello studio, NASA Hubble Fellow presso il Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian ha spiegato che: “Abbiamo scoperto che il materiale nei filamenti si sta espandendo balisticamente. Ciò significa che il materiale non è stato rallentato né accelerato dall’esplosione. Dalle velocità misurate, guardando indietro nel tempo, è possibile individuare l’esplosione quasi esattamente nell’anno 1181”. Sebbene la luce della supernova abbia raggiunto per la prima volta la Terra il 6 agosto 1181, l’esplosione è avvenuta molto prima. La stella era a 7.500 anni luce dalla Terra, quindi ci sono voluti 7.500 anni perché la luce brillante della supernova fosse visibile nel cielo notturno della Terra.

La supernova: i misteri delle supernovae

I dati 3D hanno evidenziato nuovi misteri, come l’esistenza di una grande cavità all’interno della struttura della nebulosa e la prova che la supernova si è verificata in modo asimmetrico. I filamenti sembrano irradiarsi da un guscio esterno che si estende dalla stella centrale. Il team però non è ancora sicuro di come i filamenti si siano formati in primo luogo.

Tim Cunningham ha spiegato che: “Ci sono due scenari possibili. Il primo che un’onda d’urto che si muove verso la stella sta sublimando la polvere in gas caldo, che poi si raffredda rapidamente e si fonde in filamenti dritti. Il secondo è che i grumi di polvere vengono strappati via dal vento veloce della stella centrale. Le nostre osservazioni non sono in grado di distinguere tra questi due modelli e sono necessarie più osservazioni e teorie per comprendere questa nebulosa. Ma le nostre osservazioni hanno fornito un pezzo importante del puzzle”.

Nel corso dell’ultimo anno sono stati condotti studi per far luce sui misteri dei filamenti, dopo che uno studio del 2023 li aveva svelati. Sebbene i filamenti lineari siano insoliti per una supernova, Albert Zijlstra ha affermato che sono simili alle caratteristiche osservate nelle nebulose planetarie o nei gusci di gas incandescenti attorno alle stelle morenti, come la Nebulosa Anello Meridionale e la Nebulosa Anello osservate dal telescopio spaziale James Webb.

Conclusioni

Takatoshi Ko, uno studente di dottorato presso il Centro di ricerca per l’universo primordiale dell’Università di Tokyo conclude spiegando che: “La struttura unica del filamento rappresentava una vera sfida da spiegare fisicamente, soprattutto considerando che i filamenti osservati in precedenza sembravano estendersi dalle regioni centrali a quelle esterne”.

Le osservazioni del nuovo studio mostrano che i filamenti si estendono solo attraverso le regioni esterne della nebulosa, piuttosto che dal centro verso l’esterno. Questo aggiunge ulteriore prova all’idea che più regioni siano all’interno del resto di supernova. E più i ricercatori hanno chiarezza sulla struttura dei filamenti, più è probabile che scoprano cosa ha formato il dente di leone cosmico in primo luogo.

FONTE:

https://edition.cnn.com/2024/10/30/science/dandelion-supernova-filament-map/index.html