Quando le stelle morenti esplodono come una supernova, di solito espellono una rete caotica di polvere e gas. Ma una nuova immagine dei resti di una supernova appare completamente diversa, come se la sua stella centrale avesse acceso uno spettacolo pirotecnico cosmico. È il residuo più insolito che i ricercatori abbiano mai trovato e potrebbe indicare un raro tipo di supernova che gli astronomi hanno faticato a lungo a spiegare.
“Ho lavorato sui resti di supernova per 30 anni e non ho mai visto nulla di simile”, afferma Robert Fesen, astronomo del Dartmouth College di Hanover, nel New Hampshire, che ha ripreso l’immagine del residuo alla fine dell’anno scorso. Ha riferito le sue scoperte a una riunione dell’American Astronomical Society il 12 gennaio e le ha pubblicate lo stesso giorno in un documento non ancora sottoposto a revisione paritaria.
Un fuoco d’artificio di 850 anni
Nel 2013, l’astronoma dilettante Dana Patchick ha scoperto l’oggetto nelle immagini archiviate dal Wide-field Infrared Survey Explorer della NASA. Nel decennio successivo, diverse squadre hanno studiato il residuo, noto come Pa 30, ma i risultati sono diventati sempre più sconcertanti.
Vasilii Gvaramadze, astronomo della Lomonosov Moscow State University in Russia, e i suoi colleghi hanno trovato una stella estremamente insolita nel 2019 al punto morto di Pa 30. Quella stella aveva una temperatura superficiale di circa 200.000 kelvin, con un vento stellare che viaggiava verso l’esterno a 16.000 chilometri al secondo, circa il 5% della velocità della luce. “Le stelle semplicemente non hanno venti a 16.000 chilometri al secondo”, dice Fesen. Velocità di 4.000 chilometri al secondo non sono inaudite, dice, ma 16.000 sono folli.
Pa 30 è stata nuovamente oggetto di intrighi nel 2021, quando Andreas Ritter, astronomo dell’Università di Hong Kong, e i suoi colleghi hanno proposto che il residuo sia la conseguenza di una supernova che ha illuminato il cielo quasi 850 anni fa, nel 1181. Gli astronomi cinesi e giapponesi hanno osservato l’oggetto per circa sei mesi prima che svanisse.
Durante il loro esame di Pa 30, Ritter e i suoi colleghi hanno notato che lo spettro di emissione del residuo conteneva una riga particolare associata all’elemento zolfo. Incuriosito, il gruppo di Fesen ha successivamente ripreso il residuo con un filtro ottico sensibile a quella linea utilizzando il telescopio Hiltner di 2,4 metri presso l’Osservatorio Michigan-Dartmouth-MIT a Kitt Peak, in Arizona.
I dati che hanno raccolto non solo hanno contribuito a confermare che Pa 30 è davvero ciò che resta della supernova osservata nel 1181, ma hanno anche prodotto un’immagine del residuo diversa da qualsiasi altra. Contiene centinaia di sottili filamenti che si irradiano verso l’esterno. Normalmente, i ricercatori si aspettano che i resti di supernova assomiglino alla Nebulosa del Granchio, che assomiglia meno a un granchio e più a un anemone di mare, con una regione liscia al centro di una massa ovale di filamenti simili a tentacoli. Inoltre assomigliano comunemente alla Tycho Supernova, che sembra una sfera di nodi confusi.
Ma Pa 30 in confronto crea “solo un’immagine straordinaria”, afferma Saurabh Jha, astronomo della Rutgers University di Piscataway, nel New Jersey. “Non ho mai visto niente di simile prima. È davvero strabiliante.”
Ingannare la morte
Cosa può aver causato un tale residuo? Nel 2021, Ritter e i suoi colleghi hanno ipotizzato che si trattasse di una rara esplosione di supernova classificata come tipo Iax.
Una normale supernova di tipo Ia si verifica quando una nana bianca assorbe materiale da una stella compagna, diventando infine così massiccia da non poter più sostenere il peso extra e si fa esplodere in mille pezzi, disperdendo le sue viscere attraverso la galassia. Ma in una supernova di tipo Iax, la stella in qualche modo sopravvive. “Spesso chiamiamo queste stelle zombi“, dice Jha.
Sebbene i teorici abbiano sviluppato molti possibili meccanismi per spiegare le supernove di tipo Iax, Ritter e i suoi colleghi pensano che due nane bianche si siano scontrate per produrre i fuochi d’artificio di Pa 30. Ciò è chiaro dalla quantità di zolfo nel residuo, che è un sottoprodotto di un’esplosione di una nana bianca, e dalla mancanza di elementi più leggeri che vedresti da stelle più massicce.
Anthony Piro, un astronomo dei Carnegie Observatories di Pasadena, in California, pensa che queste scoperte cristallizzino almeno un percorso attraverso il quale può formarsi un tipo Iax. Ma è diverso dallo scenario precedentemente favorito, in cui una nana bianca assorbe materiale da una compagna. L’idea è stata sviluppata nel 2014, quando gli astronomi hanno identificato con successo le stelle coinvolte in un’esplosione di Iax esaminando le immagini archiviate prima che l’evento si verificasse.
Quindi la scoperta di Pa 30 “amplia decisamente, nella mia mente, ciò che avrebbe potuto portare a una supernova di tipo Iax”, dice Jha.
Queste rare esplosioni tendono a verificarsi in galassie lontane, rendendole difficili da studiare. Ma Pa 30 (se è veramente di tipo Iax) è a soli 2,3 kiloparsec di distanza, il che significa che le osservazioni future faranno più luce su questo insolito tipo di supernova.
Fesen ha già fatto domanda di tempo di osservazione sia sul telescopio spaziale Hubble che sul più recente James Webb Space Telescope (JWST). “L’immagine ottica che è stata scattata, credo, dà solo un accenno di come appare realmente”, dice Fesen. “Ma l’immagine di JWST sarà semplicemente fantastica.”
Traduzione da Nature
