Osservata per la prima volta una doppia esplosione in una stella

Il fenomeno mai scoperto prima d’ora è stato illustrato in una ricerca pubblicata su Nature Astronomy

Al termine del proprio ciclo di vita, le stelle massicce esplodono in una supernova lasciando dietro di sé una stella di neutroni o un buco nero e un residuo composto da gas e polvere in espansione. Non tutte le supernovae sono uguali. La tipologia 1a che si verifica in sistemi binari possono addirittura esplodere due volte. Grazie al prezioso contributo del Very Large Telescope (VLT) dell’Osservatorio Europeo Australe (ESO) un gruppo di scienziati ha individuato alcuni modelli che mostrano un’antica supernova esplosa due volte come una di Tipo 1a. La nuova ricerca che è stata pubblicata di recente su Nature Astronomy intitolata “Calcium in a supernova remnant as a fingerprint of a sub-Chandrasekhar-mass explosion”. L’autrice principale è stata la dottoranda, Priyam Das, che lavora per l’Università del Nuovo Galles del Sud a Canberra, in Australia.

Cosa sono le nane bianche

Una delle stelle in una supernova di tipo 1a è sempre una nana bianca. Così viene definita scientificamente una stella che non è abbastanza massiccia da diventare una stella di neutroni o un buco nero. Una tipologie di stelle che ha una struttura come quella Sole, anch’esso destinato a terminare la propria esistenza come nana bianca. In un sistema binario, la stella compagna di una nana bianca può essere un’altra nana bianca o una stella massiccia. Questo tipo di stelle si caratterizzano per la propria densità e per la loro gravità. Quando queste stelle accumulano una quantità sufficiente di massa, si possono riaccendere e innescare un’esplosione di supernova.

Una ricerca che dura da tanti anni e che potrebbe essere giunta ad una svolta

Come hanno spiegato gli stessi autori della ricerca, le supernovae di tipo 1a sono delle vere e proprie “sonde cosmologiche dell’energia oscura e producono più della metà del ferro nella nostra galassia”. Da tanti anni gli scienziati si sono messi alla ricerca dei loro sistemi progenitori e del meccanismo di innesco, uno dei grandi enigmi irrisolti. Una possibile spiegazione è che quando la nana bianca supera il limite di massa, sottraendo materia alla compagna, si innesca la fusione del carbonio attraverso la stella, che esplode come una supernov a di Tipo 1a. Una tesi che però non trova conferma nel fatto che molte di esse sembrano esplodere al di sotto del limite di massa. Un nuovo modello che sta acquisendo grandi consensi è quello della doppia detonazione. In questo modello, la SN accumula elio sulla sua superficie fino a esplodere. L’esplosione invia onde d’urto sia verso l’interno che verso l’esterno.

I due gusci

Le nane bianche sono dotate di nuclei di carbonio-ossigeno che vengono compresse dall’onda d’urto generata dall’esplosione. Se l’onda d’urto è sufficientemente potente, sarebbe in grado di innescare una seconda detonazione nel nucleo. Ecco perchè si parla di “doppia detonazione”. Se prima questa tesi era stata solo ipotizzata senza prove visive chiare, adesso pare che le prove siano state trovate attraverso lo studio dell’impronta digitale che le supernovae avrebbero lasciato. Attraverso le loro osservazioni è stata evidenziata la presenza di due gusci separati di calcio che sarebbero stati prodotti da una SNe di tipo 1a a doppia detonazione.

Il team di ricerca ha utilizzato il VLT e il suo strumento Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) per esaminare SNR 0509-67.5 e ha trovato due distinti gusci di calcio. Uno dei gusci sarebbe costituito da calcio altamente ionizzato, mentre l’altro guscio conterrebbe zolfo. Si tratta, come spiegano gli stessi scienziati, di “una chiara indicazione che le nane bianche possono esplodere ben prima di raggiungere il famoso limite di massa di Chandrasekhar e che il meccanismo di ‘doppia detonazione’ si verifica effettivamente in natura”. Questo spiegherebbe anche la diversa luminosità e i profili spettrali delle nane bianche di Tipo 1a. Ovviamente si tratta di modelli che dovranno essere studiati a fondo per poter ricevere delle conferme oltre ogni ragionevole dubbio.