Rappresentazione artistica di una stella supergigante rossa nell’ultimo anno della sua vita che emette una tumultuosa nuvola di gas. Ciò suggerisce che almeno alcune di queste stelle subiscono cambiamenti interni significativi prima di diventare supernova. Crediti: Osservatorio WM KeckObservatory/Adam Makarenko
Le supergiganti rosse rappresentano una delle ultime fasi di vita di una stella massiccia. Il loro destino è quello di esplodere in una supernova di tipo II: un’improvvisa e immensa eiezione di massa ed energia che renderà l’oggetto celeste miliardi di volte più luminoso, lasciando al centro una stella di neutroni o un buco nero.
Ora, per la prima volta in assoluto, un team di astronomi guidato dalla Northwestern University e dall’Università della California a Berkeley è riuscito a studiare gli istanti che precedono questo evento, osservando una supergigante rossa negli ultimi 130 giorni della sua vita. I risultati delle osservazioni sono stati pubblicati il 6 gennaio scorso sulla rivista The Astrophysical Journal con un articolo dal titolo significativo: Final Moments, sono le sue prime due parole.
Il gruppo di ricerca ha rilevato per la prima volta la stella massiccia condannata nell’estate 2020 grazie all’enorme quantità di luce che irradiava attraverso il telescopio Pan-Starrs montato sulla cima del vulcano Haleakala, nell’isola Maui dell’arcipelago delle Hawaii. Pochi mesi dopo, nell’autunno dello stesso anno, la sua esplosione in supernova ha illuminato il cielo.
Il team ha rapidamente catturato il potente flash emesso e ottenuto lo spettro della luce prodotta dall’esplosione – chiamata Sn 2020tlf (dove ‘Sn’ sta per supernova) – utilizzando il Low Resolution Imaging Spectrometer (Lris) dell’Osservatorio Keck, anch’esso alle Hawaii. I dati hanno mostrato prove dirette di un denso materiale attorno alla stella al momento dell’esplosione, probabilmente lo stesso gas che il telescopio Pan-Starrs aveva osservato durante la violenta espulsione dalla stella supergigante rossa all’inizio dell’estate.
Si tratta di una scoperta che sfida le precedenti idee su come le supergiganti rosse si evolvono subito prima di esplodere, spiegano i ricercatori. Osservazioni precedenti mostravano infatti come le supergiganti rosse fossero relativamente quiescenti prima della loro morte, senza prove di eiezioni violente o emissioni luminose. Le nuove osservazioni, aggiungono i ricercatori, dicono il contrario: almeno alcune di queste stelle subiscono nella loro struttura interna cambiamenti significativi, che poi si traducono nella tumultuosa espulsione di gas pochi istanti prima del loro collasso.
Immagine di SN 2020tlf di tipo II nella galassia ospite NGC 5731. Crediti: W. V. Jacobson-Galán et al. (2022), ApJ 924 15
«Questa è una svolta nella nostra comprensione di ciò che le stelle massicce fanno pochi istanti prima di morire», sottolinea Wynn Jacobson-Galán, ricercatore della National Science Foundation presso l’Università della California a Berkeley e autore principale dello studio. «Il rilevamento diretto dell’attività pre-supernova in una stella supergigante rossa non è mai stato osservato prima in una normale supernova di tipo II. Per la prima volta abbiamo visto esplodere una stella supergigante rossa».
«È stato come guardare una bomba a orologeria», aggiunge una delle coautrici dello studio, Raffaella Margutti dell’università di Berkeley, all’epoca in forze al Center for Interdisciplinary and Exploratory Research in Astrophysics della Northwestern University. «Non abbiamo mai confermato fino ad ora un’attività così violenta in una stella supergigante rossa morente che produce un’emissione così luminosa, poi collassa e brucia».
Il team ha continuato a monitorare Sn 2020tlf anche successivamente all’esplosione della stella. Sulla base dei dati ottenuti dagli spettrografi Deimos e Nires dell’Osservatorio Keck, i ricercatori hanno così determinato la stella supergigante rossa progenitrice di Sn 2020tlf: un astro dieci volte più massiccio del Sole situato a circa 120 milioni di anni luce dalla Terra nella galassia Ngc 5731.
«Il rilevamento di più eventi di esplosioni di supernova come Sn 2020tlf avrà un impatto importante sul modo in cui definiamo gli ultimi mesi dell’evoluzione stellare», conclude Jacobson-Galán, «unendo astronomi osservatori e teorici nella ricerca per risolvere il mistero su come le stelle massicce trascorrano gli ultimi momenti della loro vita».
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “Final Moments. Precursor Emission, Envelope Inflation, and Enhanced Mass Loss Preceding the Luminous Type II Supernova 2020tlf” di W. V. Jacobson-Galán, L. Dessart, D. O. Jones, R. Margutti, D. L. Coppejans, G. Dimitriadis, R. J. Foley, C. D. Kilpatrick, D. J. Matthews, S. Rest, G. Terreran, P. D. Aleo, K. Auchettl, P. K. Blanchard, D. A. Coulter, K. W. Davis, T. J. L. de Boer, L. DeMarchi, M. R. Drout, N. Earl, A. Gagliano, C. Gall, J. Hjorth, M. E. Huber, A. L. Ibik, D. Milisavljevic, Y.-C. Pan, A. Rest, R. Ridden-Harper, C. Rojas-Bravo, M. R. Siebert, K. W. Smith, K. Taggart, S. Tinyanont, Q. Wang, e Y. Zenati
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