Immagine della galassia M101 presa con lo strumento Lrs al Tng prima dell’esplosione della supernova Sn 2023ixf (filtri BVR). La regione della supernova è sulla sinistra. Crediti: Tng
Il 19 maggio 2023, in una delle più belle galassie del catalogo di Messier – M101, conosciuta anche come galassia Girandola o Pinwheel Galaxy – è stata scoperta una supernova di tipo II, un tipo di supernova che si forma a partire dal collasso di una stella di massa superiore ad almeno nove volte la massa del Sole, e dalla sua conseguente violenta esplosione.
La galassia si trova a 21 milioni di anni luce dalla terra, nella costellazione dell’Orsa Maggiore. È una delle galassie più vicine alla Terra ed è circa il doppio della Via Lattea. La sua vicinanza consente osservazioni dettagliate della supernova in oggetto – chiamata Sn 2023ixf – una delle più luminose osservate negli ultimi decenni, raggiungendo una magnitudine apparente di 10,8 nello spettro visibile.
Dal 21 maggio, l’Istituto Nazionale di Astrofisica e l’Instituto de Astrofísica de Canarias (Iac) hanno avviato insieme una campagna osservativa presso il Telescopio Nazionale Galileo (Tng), al fine di seguire l’evento della supernova e raccogliere dati fondamentali.
Lo spettro di Sn 2023ixf, ottenuto grazie alle caratteristiche uniche dello spettrografo ad alta risoluzione Harps-N, dove sono evidenti le righe di emissione e assorbimento di idrogeno, elio, carbonio, sodio e calcio. Crediti: D. Aguado (Iac)
Le osservazioni vengono condotte utilizzando lo spettrografo ad alta risoluzione, Harps-n, che opera nell’intervallo di lunghezze d’onda visibili, nonché il Near Infrared Camera Spectrometer (Nics). L’elevata luminosità dell’oggetto astrofisico consente di catturare con gli strumenti del Tng spettri e immagini della supernova con un dettaglio senza precedenti, consentendo un’analisi completa delle sue proprietà e della sua evoluzione.
Gli spettri mostrano un distinto continuum blu, che indica una temperatura della fotosfera superiore a 10mila kelvin. In particolare, si osserva la presenza di strette righe di emissione che suggeriscono velocità di espansione relativamente basse, di circa mille chilometri al secondo, significativamente inferiori alle velocità tipiche del materiale espulso dalle supernove, che comunemente superano i 10mila chilometri al secondo.
Un’altra immagine della galassia M101 con la supernova Sn 2023xif vista dal telescopio Schmidt a Cima Ekar, Asiago (Italia). Nel riquadro, un’immagine infrarossa presa dallo strumento Nics al Tng. Crediti: Andrea Reguitti (visible), Giorgio Valerin (infrarosso).
Questa differenza significa che ciò che si sta osservando direttamente non è il materiale espulso durante l’esplosione della stella. Gli spettri rivelano l’interazione tra il materiale in rapida espansione e un guscio di gas denso e lento che è stato espulso dalla stella morente anni o decenni prima della sua esplosione finale. L’interazione tra il materiale espulso velocemente e il guscio di gas circostante rilascia una notevole quantità di energia, svolgendo un ruolo fondamentale nel plasmare l’evoluzione di Sn 2023ixf. Inoltre, le linee di emissione della serie Balmer sono abbastanza ampie da escludere una contaminazione da idrogeno proveniente dalle regioni H II all’interno della galassia ospite, M101.
La campagna osservativa vede coinvolti Giorgio Valerin dell’Inaf, David Aguado di Iac, Nuria Alvarez Crespo dell’Universidad Complutense de Madrid e lo staff del Tng, coordinati da Marco Pedani.