Viaggiare nel tempo con una Supernova.

Quando una persona guarda il cielo notturno, può vedere stelle, pianeti e galassie che galleggiano in un mare di oscurità.
Il movimento dei pianeti e le variazioni stagionali delle costellazioni sono stati sempre gli stessi per migliaia d’anni. Ma cosa accadrebbe se il cielo cambiasse in una notte ed una nuova stella più luminosa di tutte apparisse? Sarebbe stato annotato questo nuovo astro se fosse successo nel sedicesimo secolo?

Alcuni mesi fa, astronomi del telescopio Subaru, il National Astronomical Observatory of Japan, sono "tornati indietro nel tempo" ed hanno osservato la luce proveniente dal quel Nuovo astro che venne visto in origine da Tycho Brahe l’11 novembre 1572 e da moltissime altre persone.
Quello che ha visto Brahe come una stella in Cassiopea, più luminosa di Venere, è stato un raro evento che si verifica quando una stella muore in una esplosione chiamata Supernova. Studiò la luminosità ed il colore della nuova stella fino al marzo dell’anno dopo quando scomparve dalla vista. I resti di questo spettacolare evento sono chiamati i resti della supernova di Tycho.

Un team di astronomi internazionali ha recentemente completato uno studio a Subaru che si concentra sugli “echi di luce” generati dalla supernova di Tycho per determinare la sua origine e il tipo esatto. E per fare questo vengono anche messi in relazione con i resti che vediamo adesso. Un “eco di luce” è l’informazione luminosa proveniente dalla supernova originale che viene riflessa dalle polveri delle nubi interstellari che circondano la nova e raggiungono la Terra diversi anni dopo l’evento originale. Esattamente come in uno spettacolo di fuochi d’artificio possiamo guardare direttamente le esplosioni in cielo, o la luce generata dalle stesse che illumina le case attorno al campo di tiro. In questo caso la differenza di percorso sarà di 436 anni luce. L’utilizzo degli “echi di luce” permette una sorta di viaggio nel tempo perché consente di percepire esattamente la luce che vide Tycho Brahe e ci permette di vedere il comportamento della supernova dall’interno della nostra galassia fin dal suo inizio.

Il 24 settembre scorso, usando il Faint Object Camera and Spectrograph (FOCAS) dell’osservatorio di Subaru, dagli “echi di luce” sono state estratte le informazioni spettrali degli atomi presenti durante l’esplosione della supernova del 1572. I risultati mostrano un chiaro assorbimento di silicio a ionizzazione singola e l’assenza dell’emissione H-alfa dell’idrogeno. Questi dati sono tipici per una supernova di categoria Ia, osservata al massimo della sua luminosità.
Durante gli studi, gli astronomi hanno esaminato le teorie dei meccanismi delle esplosioni e la natura del progenitore della supernova.

Per una supernova di tipo Ia, la stella originaria dovrebbe essere tipicamente una nana bianca in uno stretto sistema binario e mentre i gas della stella compagna si accumulano sulla nana bianca, questa si comprime progressivamente e alla fine si avvia una potente reazione nucleare interna che degenera nel cataclisma che rappresenta l’esplosione supernova. Resta la discussione aperta riguardo alcune supernove rilevate recentemente con luminosità più alta o più bassa dello standard per comprenderne il meccanismo di innesco. Argomento questo studiato in dettaglio dal team di Subaru.
Le loro scoperte dimostrano una esplosione asferica ed asimmetrica che mette limiti ai modelli di esplosioni per i futuri studi. In più, le comparazioni spettrali eseguite con le esplosioni di tipo Ia rilevate al di fuori della nostra galassia, dimostrano che la supernova di Tycho appartiene alla maggioranza delle nove di classe Ia normale e di conseguenza è la prima Supernova di classe Ia classificata con precisione come appartenente alla nostra galassia. Questa scoperta è importante perché le Ia sono la prima fonte nell’Universo degli elementi pesanti e giocano un ruolo importante per l’indicazione delle distanze cosmologiche, potendo essere utilizzate come punto di riferimento luminoso, possedendo un livello di luminosità che è sempre costante per questo tipo di supernova.
Queste osservazioni hanno determinato un metodo per utilizzare gli “echi di luce” spettroscopicamente per studiare le esplosioni supernova che occorsero centinaia di anni fa. Altro pregio degli "echi di luce" è la ricostruzione spaziale tridimensionale dell’esplosione studiandola da diverse angolazioni. Nel futuro questo aspetto 3D accelererà lo studio delle esplosioni a partire dalla struttura spaziale che attualmente è impossibile per le supernove che esplodono al di fuori della Via Lattea.

Fonte: Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan – © NAOJ.