Una rara vista dell’intera supernova registrata per la prima volta rivela dettagli senza precedenti

Più di 1.800 anni fa, nell’anno 185, gli astronomi cinesi registrarono quella che chiamarono una “guest star” dopo che una nuova sorgente luminosa apparve nel cielo notturno. Recentemente, gli astronomi che lavorano con la DECam (Dark Energy Camera) della National Science Foundation (NSF) sono stati in grado di catturare una nuova immagine che evidenzia i resti spettrali di questa prima supernova registrata, compreso l’anello di detriti.

Nel 185 dC, gli astronomi cinesi registrarono l’apparizione di una nuova stella molto luminosa, la “guest star”. I ricercatori hanno sottolineato che brillava come una stella e non sembrava muoversi nel cielo, sostenendo che fosse una cometa. Inoltre, gli osservatori notano che ci vogliono circa otto mesi prima che la stella svanisca, coerentemente con le recenti osservazioni di supernove.

Questa supernova storica, che gli astronomi ora chiamano SN 185, si è verificata a più di 8.000 anni luce di distanza nella direzione approssimativa di Alpha Centauri, tra i pianeti Circinus e Centaurus.

Recentemente, la struttura risultante di questa supernova, RCW 86, è stata ripresa dalla Dark Energy Camera (DECam) montata sul telescopio NOIRLab Víctor M. della NSF. Questa immagine rara e straordinaria aiuta a far luce su come si è evoluto il resto della supernova negli ultimi 1.800 anni.

Supernova storica datata con maggiore precisione

L’incredibile vista ad ampio campo di DECam ha permesso agli astronomi di creare questa visione senza precedenti dell’intero residuo di supernova così come lo vediamo oggi, anche grazie alla sua capacità di catturare gran parte del cielo in una sola volta senza compromettere il livello di dettaglio.

Se il legame tra RCW 86 e SN 185 è ormai consolidato, non è sempre stato così. Per decenni, gli astronomi hanno creduto che ci sarebbero voluti circa 10.000 anni perché una supernova convenzionale, una supernova in cui una stella massiccia erutta materiale mentre esplode, collassi per formare la struttura che vediamo oggi. Ciò renderebbe la struttura molto più antica della supernova osservata nell’anno 185.

Questa stima iniziale proveniva in gran parte dalle misurazioni delle dimensioni del residuo di supernova. Ma uno studio del 2006 ha rilevato che le loro grandi dimensioni erano invece dovute a un tasso di espansione molto elevato, il cui meccanismo non era stato spiegato all’epoca.

Nello specifico, esaminando la distribuzione energetica dei raggi X, il principio della spettroscopia, il team ha scoperto che la maggior parte delle emissioni di raggi X erano causate da elettroni ad alta energia che attraversavano un campo magnetico. Questo è un processo ben noto che di solito si traduce in emissioni radio a bassa energia. Tuttavia, solo velocità di shock molto elevate possono accelerare gli elettroni a energie che consentono l’emissione di raggi X.

L’immagine del NOIRLab della National Science Foundation (NSF) mostra morbidi viticci che sembrano recedere da un punto centrale, come i resti frantumati di un pallone esploso. Questo anello di detriti è quindi tutto ciò che resta della stella nana bianca esplosa oltre 1.800 anni fa.

Quindi la nuova stima del 2006 è più coerente con un’età relativamente giovane di circa 2000 anni, che ha rafforzato il legame tra RCW 86 e una “guest star” osservata secoli fa.

I resti della supernova sono meglio compresi

Sebbene una stima più accurata dell’età abbia avvicinato gli astronomi alla comprensione di questa singolare caratteristica stellare, gli scienziati non hanno ancora rivelato il meccanismo della rapida evoluzione di RCW 86. La risposta è arrivata quando i dati a raggi X dell’area hanno rivelato grandi quantità di ferro, indicative di un’altra Dall’esplosione: una supernova di tipo Ia, spiega rapporto Da NOIRLab di NSF.

Questo tipo di esplosione si verifica in un sistema stellare binario quando una densa nana bianca – il residuo di fine vita di una stella come il Sole – risucchia la materia dalla sua stella compagna nel punto critico dell’esplosione. Queste supernove sono le più luminose mai registrate, il che spiega perché la supernova citata nello studio potesse essere distinta nel 185 dagli osservatori dell’epoca, affascinati dalla vista.

Gli astronomi ora hanno un quadro più completo della composizione di RCW 86. Quando la nana bianca del sistema binario ha inghiottito materiale dalla sua stella compagna, i suoi venti ad alta velocità hanno spinto verso l’esterno il gas e la polvere circostanti, provocando una cavità, una specie di guscio vuoto .

Poi, quando la nana bianca non poteva più prendere massa, è esplosa violentemente. Quindi si sono verificate una varietà di reazioni nucleari (cattura nucleare, decadimento, fusione, fissione) che hanno prodotto quasi tutti gli elementi chimici conosciuti. La cavità preformata ha fornito ampio spazio ai resti di stelle ad alta velocità per espandersi molto rapidamente e creare le caratteristiche massicce che vediamo oggi.

I ricercatori sono particolarmente interessati a questi tipi di supernove. In effetti, i loro studi forniscono informazioni su come queste interazioni stellari influenzano la distribuzione degli elementi di ferro nell’universo e potrebbero fornire ai ricercatori una visione più profonda della composizione chimica dell’universo. Recentemente, una supernova è stata rilevata anche in una vicina galassia della Via Lattea, fornendo un’altra visione dell’universo.