Lo strano caso della supernova 2019yvr

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Lo strano caso della supernova 2019yvr

In un recente studio pubblicato su Mnras un team di astronomi guidato dalla Northwestern University descrive le caratteristiche di una supernova esplosa nel 2019 e della sua stella progenitrice, una supergigante gialla, osservate a distanza di due anni e mezzo lโ€™una dallโ€™altra. I risultati mostrano una discrepanza nel contenuto di idrogeno che induce a rivalutare ciรฒ che รจ possibile avvenga durante il fine vita delle stelle piรน massicce
di Giuseppe Fiasconaro
www.media.inaf.it

Le supernove rivelano solo occasionalmente la loro storia passata. A volte, perรฒ, immagini dโ€™archivio della galassia in cui lโ€™esplosione รจ avvenuta possono aiutare a scoprire comโ€™era la stella prima del suo ultimo sospiro. E quando ciรฒ accade, comโ€™รจ successo a un team di astronomi guidato dalla Northwestern University (Usa), il risultato puรฒ essere inaspettato. Puรฒ accadere ad esempio che nello spettro della supernova si rilevi la firma dellโ€™idrogeno, ma che non ve ne sia traccia nella sua stella progenitrice.

Rappresentazione grafica di una supernova. Credit: Esa / Hubble / L. Calcada / Nasa Goddard Space Flight Center

รˆ il caso della supernova 2019yvr e della sua candidata stella madre, una supergigante gialla, osservate a distanza di due anni e mezzo lโ€™una dallโ€™altra da Charles Kilpatrick, postdoc presso il Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysicsย (Ciera) della Northwestern University, e dai suoi colleghi. I risultati dello studio sono pubblicati sulle pagine della rivista Monthly Notice della Royal Astronomical Society.

Sn 2019yvr รจ una supernova scoperta allโ€™interno della galassia a spirale Ngc 4666 il 27 dicembre 2019 dai telescopi del programma Atlasย (Asteroid terrestrial impact last alert system). Osservata nel corso dello studio con diversi telescopi situati in Cile (il Gemini South di Cerro Pachรณn, il telescopio Swope di Las Campanas e il Global Telescope Network di Las Cumbres), lโ€™analisi delle curve di luce e degli spettri ha mostrato che si tratta di una supernova di tipo Ib: unโ€™esplosione, prodotta dalla morte in pompa magna di stelle con una massa di almeno nove volte quella del Sole, in cui il materiale espulso รจ privo di idrogeno (le supernove sono classificate in diversi modi, e uno di questi si basa sulla presenza o meno nei loro spettri delle righe dellโ€™idrogeno: se lo spettro della supernova presenta tali righe, chiamate serie di Balmer , essa viene classificata come di tipo II, in caso contrario come di tipo I).

E prima? ยซQuello che le stelle massicce fanno appena prima di esplodere รจ un grande mistero irrisoltoยป, dice Kilpatrick. ยซรˆ raro vedere questo tipo di stella prima che esploda in una supernovaยป. I ricercatori sono perรฒ riusciti a recuperare le immagini dello spazio profondo catturate in precedenza dal telescopio spaziale Hubble della Nasa โ€“ che aveva osservato la stessa sezione di cielo in cui รจ stata avvistata Sn 2019yvr due anni e mezzo prima che la stella esplodesse โ€“ alla ricerca della stella progenitrice del โ€œbotto cosmicoโ€.

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Immagini di 2019yvr e della sua candidata stella progenitrice, una supergigante gialla. Nel pannello in alto a sinistra: la supernova in unโ€™immagine del telescopio Gemini-South 72 giorni dopo lโ€™esplosione. Nei due pannelli in basso a sinistra: le immagini di Hubble, a diverso ingrandimento, ottenute due anni e mezzo prima dellโ€™esplosione, che mostrano unโ€™unica sorgente progenitrice della supernova. A destra: Ngc 4666, la galassia a spirale allโ€™interno della quale รจ avvenuta lโ€™esplosione. Crediti: Charles Kilpatrick / Northwestern University.

Le immagini di Hubble hanno permesso di identificare come candidato progenitore una supergigante gialla di circa 30 masse solari situata a 35 milioni di anni luce dalla Terra nellโ€™ammasso di galassieย dellaย Vergine. Una stella, spiegano i ricercatori, la cui temperatura superficiale relativamente fredda โ€“ 6.500 gradi Celsius โ€“ implica un enorme inviluppo di idrogeno, di cui perรฒ non cโ€™รจ traccia nella sua supernova. Insomma, la stella individuata ha caratteristiche assai diverse da quelle tipiche dei progenitori di supernove di tipo I, che si ritiene abbiano involucri compatti e di massa ridotta, coerenti con una stella priva o quasi di idrogeno nei suoi strati esterni.

ยซNon abbiamo mai visto una cosa simileยป, osserva Kilpatrick. ยซSe una stella esplode senza idrogeno, dovrebbe essere una stella blu, dunque davvero molto calda. รˆ quasi impossibile per una stella essere cosรฌ fredda senza avere idrogeno nei suoi strati esterni. Abbiamo esaminato ogni singolo modello stellare che potesse spiegare una stella come questa, e ciascuno prevedeva che avesse idrogeno โ€“ cosa che, dalla sua supernova, sappiamo che non aveva. Un fatto che porta ad ampliare ciรฒ che รจ fisicamente possibileยป.

Come spiegare dunque questa apparente contraddizione, ovvero lโ€™osservazione di una supernova senza una massa di idrogeno significativa e una stella progenitrice le cui caratteristiche sono coerenti con una stella massiccia che in genere possiede nei suoi strati esterni una massa di idrogeno non trascurabile?

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Illustrazione artistica di una stella supergigante gialla che perde idrogeno strappato via da una stella compagna blu. Crediti: Kavli Ipmu / Aya Tsuboi

Diversi mesi dopo lโ€™esplosione della supernova, Kilpatrick e il suo team hanno trovato un possibile indizio: il materiale espulso dalla supernova รจ entrato in collisione con una grande massa di idrogeno. Ciรฒ ha portato i ricercatori a ipotizzare che la stella progenitrice possa aver espulso lโ€™idrogeno dei suoi strati esterni molti anni prima di esplodere.

ยซGli astronomi sospettano che le stelle possano andare incontro a violente eruzioni negli anni precedenti allโ€™esplosione di supernovaยป, spiega Kilpatrick. ยซLa scoperta di questa stella fornisce alcune delle prove piรน dirette mai trovate del fatto che le stelle subiscano tali perdite di massa. Se la stella รจ andata incontro a queste eruzioni, probabilmente ha espulso il suo idrogeno diversi decenni prima che esplodesseยป.

Nello studio, il team di Kilpatrick presenta perรฒ anche unโ€™altra possibilitร , ovvero che a strappare via lโ€™idrogeno dalla stella progenitrice della supernova possa essere stata una stella compagna meno massiccia. Il team, tuttavia, non sarร  in grado di verificare questa ipotesi fino a quando la luminositร  della supernova non si sarร  attenuata, il che potrebbe richiedere fino a un decennio, dicono i ricercatori.

ยซA differenza del suo comportamento normale subito dopo lโ€™esplosione, lโ€™interazione con lโ€™idrogeno ha rivelato che รจ un tipo di supernova stranaยป, conclude Kilpatrick. ยซMa รจ eccezionale che siamo stati in grado di trovare la sua stella progenitrice nei dati di Hubble. Tra quattro o cinque anni penso che saremo in grado di saperne di piรน su quello che รจ successoยป.

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