Una brillante esplosione avvistata in una galassia molto, molto lontana è la supernova più luminosa mai registrata, hanno annunciato oggi gli astronomi.
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Raccolto da un sondaggio sul cielo notturno, l'esplosione è avvenuta a 3, 8 miliardi di anni luce dalla Terra. A quella distanza, l'esplosione fu 22.700 volte più debole degli oggetti più deboli che un essere umano possa vedere ad occhio nudo. Ma la supernova lontana era così potente che gli astronomi calcolano se fosse accaduto alla distanza della famosa "stella del cane" Sirius, a soli 8 anni luce di distanza, sarebbe stato luminoso come il sole.
Il sondaggio automatizzato All-Sky per SuperNovae (ASASSN), una rete di telescopi divisa tra Cile e Hawaii, ha raccolto l'oggetto insolito in una piccola galassia il 15 giugno. Il team di osservatori ha soprannominato la supernova ASASSN-15lh.
Molto probabilmente l'esplosione appartiene a una classe di oggetti recentemente scoperti noti come supernove superluminose, afferma il leader dello studio Subo Dong, un astronomo del Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics dell'Università di Pechino a Pechino . Ma ciò che ha scatenato l'evento straordinario è un mistero.
Gli astronomi raggruppano le supernova in diversi tipi in base ai loro meccanismi di innesco. Una supernova di tipo Ia si verifica quando una stella zombi conosciuta come una nana bianca mangia troppo. Le nane bianche sono i piccoli nuclei densi lasciati indietro quando muore una stella attorno alla massa del sole. Se il nano bianco ha una stella compagna, a volte attirerà la materia di quella stella, aumentando lentamente la propria massa. Alla fine il nano bianco affamato colpisce un limite fisico e collassa, innescando un'esplosione.
Al contrario, le stelle molto massicce - almeno dalle otto alle dieci volte la massa del sole - finiscono la loro vita da sole come supernove di tipo II. Quando queste stelle esauriscono l'idrogeno nei loro nuclei, iniziano a fondere gli atomi in elementi progressivamente più pesanti fino a quando il nucleo è principalmente ferro. A questo punto la stella collassa sotto il suo stesso peso, generando una grande esplosione e trasformando il nucleo in una stella di neutroni estremamente densa.
ASASSN-15lh era così potente che gli autori sospettano che la stella originale debba essere stata molto massiccia. Ma le firme chimiche che vedono alla sua luce suggeriscono che è sospettosamente a corto di idrogeno, afferma il coautore dello studio Todd Thompson, professore di astronomia alla Ohio State University.
"È strano per le stelle di massa non avere idrogeno", dice, ma non è impossibile. "Alcune stelle espellono tutto il loro idrogeno in eventi esplosivi prima di morire, altre perdono idrogeno per compagni binari." Mentre ci sono alcune supernove superluminose come questa che sono povere di idrogeno, dice, i loro meccanismi sono capiti male in generale.
Gli autori osservano che è possibile che ASASSN-15lh abbia ottenuto un aumento di luminosità dall'isotopo radioattivo nichel-56. In una supernova di tipo Ia, il nichel si forma quando il gas della stella compagna avvia l'estremità esplosiva della nana bianca. Il decadimento radioattivo del nichel in ferro e cobalto genera quindi luce che cala a un certo ritmo. Ma per ottenere il tipo di energia vista in ASASSN-15lh, l'esplosione avrebbe avuto bisogno di un'improbabile quantità di nichel, circa 30 volte la massa del sole. Inoltre, la luminosità non sembra diminuire abbastanza velocemente.
Le immagini a colori migliorati mostrano la galassia ospite prima dell'esplosione di ASASSN-15lh, catturata dalla Dark Energy Camera (a sinistra) e dalla supernova vista dall'Osservatorio globale di telescopi di Las Cumbres. (The Dark Energy Survey, B. Shappee e il team ASASSN) Un'altra possibilità è che il nucleo della supernova sia diventato una magnetar. Questi oggetti sono stelle di neutroni con campi magnetici molto potenti e ciò avrebbe potuto aumentare la potenza dell'esplosione. Ma anche una magnetar non può spiegare appieno ASASSN-15lh: l'esplosione avrebbe richiesto un nucleo a rotazione rapida con un campo magnetico estremamente potente, e questo è diverso da qualsiasi magnetar mai visto. Avrebbe anche dovuto convertire l'energia del collasso in luce in modo più efficiente di qualsiasi altra supernova.
Definire il meccanismo dietro ASASSN-15lh potrebbe aiutare gli astronomi a comprendere meglio le supernove superluminose, che dovrebbero essere ancora più numerose nell'universo primordiale. Greg Aldering, uno scienziato dello staff del Lawrence Berkeley National Laboratory, osserva che le indagini attuali e future su tutto il cielo dovrebbero individuarne di più, perché queste scansioni complete del cosmo possono catturare oggetti che non si trovano vicino a galassie conosciute.
Subo aggiunge che se riusciamo a capirli meglio, le supernove superluminose nell'universo primordiale potrebbero servire come candele standard, oggetti di luminosità affidabile che possono essere utilizzati per misurare le distanze cosmiche. Le future osservazioni di altre esplosioni di stelle superluminose potrebbero anche aiutare a sondare galassie distanti e molto deboli, perché le supernova si comportano come gigantesche lampadine, illuminando brevemente l'area circostante.
Aldering afferma che da questa supernova devono arrivare più dati e che è necessario osservare un numero maggiore di dati nel suo genere. Potrebbe essere che questo è un valore anomalo che ha avuto un ulteriore fattore di pompaggio.
Robert Quimby, professore associato presso la San Diego State University, afferma che anche se il modello magnetar potrebbe avere dei problemi, "la scoperta di questa supernova ha spinto a rivalutare i limiti delle supernova a propulsione magnetica". Ma è anche possibile che questa supernova potrebbe essere un tipo di oggetto completamente nuovo, dice: "Qui abbiamo un caso in cui il numero di modelli praticabili potrebbe essere zero. Questo è molto eccitante".
Aldering concorda: "La natura, data abbastanza stelle là fuori, le fa esplodere in tutti i modi incredibili. Qualunque cosa finisca per essere il vero meccanismo sarà probabilmente estremamente strana."
