Le stelle più massicce dell’universo possono attraversare una fase finale particolarmente turbolenta, perdendo grandi quantità di materia poco prima di esplodere. È quanto emerge dallo studio di Sn 2020able, una rara supernova di Tipo Ibn osservata quasi dall’inizio della sua evoluzione e seguita per diversi mesi.
«Siamo stati testimoni delle ultime convulsioni di una stella gigante prima che morisse. Come investigatori sulla scena del delitto, abbiamo ricostruito le “impronte digitali” del gas espulso dalla stella pochi mesi prima dell’esplosione, scoprendo che le stelle più massicce dell’universo non muoiono in silenzio, ma attraversano violenti “singulti” primordiali prima del botto finale», racconta a Media Inaf Leonardo Tartaglia, ricercatore dell’Inaf d’Abruzzo e primo autore di uno studio su questa supernova in uscita su Astronomy & Astrophysics.
Immagine a colori di Sn 2020able e della sua galassia ospite, ottenuta combinando osservazioni nelle bande g, r e i effettuate il 21 gennaio 2021 con il Liverpool Telescope da 2 metri. La supernova è la sorgente luminosa al centro del riquadro
Grazie a osservazioni nell’ultravioletto e nell’ottico, effettuate con il satellite Nasa Swift e con una rete di telescopi da terra, tra cui il Copernico e lo Schmidt dell’Osservatorio di Asiago dell’Inaf, il team di ricerca ha ricostruito la struttura del materiale che circondava la stella progenitrice. Il quadro che emerge è particolarmente complesso: attorno alla supernova sono stati individuati diversi gusci ricchi di elio, prodotti dalla perdita di massa della stella prima dell’esplosione. Uno di questi potrebbe essere stato espulso durante un’eruzione avvenuta pochi mesi prima, con una massa pari a circa 18 volte quella di Giove.
C’è però un’altra sorpresa. L’elevata luminosità iniziale di Sn 2020able sembrava indicare una forte interazione tra l’esplosione e il gas circostante. L’analisi mostra invece che questo processo è stato molto breve e confinato ai primi giorni, mentre la successiva evoluzione è stata dominata dall’espansione libera del materiale espulso.
«All’inizio, Sn 2020able sembrava la classica supernova che sbatte contro un muro di gas denso. Solo analizzando i dati giorno dopo giorno ci siamo resi conto che il “muro” era sottilissimo e che la supernova lo aveva attraversato quasi subito, mostrandoci la stella nuda al suo interno», spiega Tartaglia.
Ricostruire come le stelle molto massicce perdano massa negli ultimi anni o mesi della loro vita è una delle questioni ancora aperte dell’astrofisica delle supernove. Non è infatti ancora chiaro se questa perdita avvenga prevalentemente attraverso venti stellari continui o attraverso episodi eruttivi improvvisi. Sn 2020able mostra quanto sia importante osservare questi eventi il più rapidamente possibile e combinare fotometria e spettroscopia. Solo mettendo insieme la variazione della luminosità nel tempo e le informazioni contenute nelle righe spettrali è possibile capire quanto dell’energia osservata provenga dall’esplosione e quanto, invece, dall’interazione con il materiale che la stella aveva precedentemente espulso.
La questione non riguarda soltanto la storia delle singole stelle. Gli ambienti densi attorno alle supernove sono infatti possibili siti di accelerazione di particelle a energie estreme e di produzione di neutrini ad alta energia. Capire per quanto tempo e con quanta intensità avvenga l’interazione tra l’esplosione e il gas circumstellare consente quindi di individuare con maggiore precisione quali eventi possano contribuire alla produzione dei messaggeri più energetici dell’universo. Sn 2020able mostra inoltre quanto sia importante combinare fotometria e spettroscopia per ricostruire correttamente l’evoluzione di questi eventi e distinguere il contributo dell’esplosione da quello dell’interazione con il materiale precedentemente espulso dalla stella.
Per una stella, insomma, il grande spettacolo della supernova potrebbe essere soltanto l’ultimo atto. Ma, almeno nel caso di Sn 2020able, gli astronomi sono riusciti a leggere, nei gusci di gas attorno all’esplosione, le tracce di ciò che era accaduto poco prima: gli ultimi, violenti singulti di una stella massiccia arrivata al traguardo della propria evoluzione.
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Wild behaviour near the finish line: The Type Ibn SN 2020able and its stratified environment“, di L. Tartaglia, E. Cappellaro, G. Valerin, A. Pastorello, S. Benetti, A. Reguitti, L. Tomasella, P. Lundqvist, K. Misra, A. Gangopadhyay, R. Dastidar, B. Ailawadhi, Dimple, B. Kumar, V. K. Jha, M. Singh, N. Elias-Rosa, C. P. Gutiérrez, D. A. Howell, D. Hiramatsu, C. Pellegrino, J. Andrews, D. J. Sand, N. Smith, J. Pearson, S. Wyatt, P. Ochner, Y.-Z. Cai (, J. Burke, C. McCully, M. Newsome ed E. Padilla Gonzalez