2009: Grazie al TNG scoperta una nuova classe di supernove deboli

Supernova 2008ha. Crediti: FGG-Telescopio Nazionale Galileo

Supernova 2008ha. Crediti: FGG-Telescopio Nazionale Galileo

Nel 2009 il TNG da’ importanti contributi alla raccolta di dati nell’osservazione della supernova SN2008ha.

Le supernove sono tra gli eventi più energetici e violenti del nostro Universo. Una supernova rappresenta l’esplosione che conclude l’evoluzione finale di alcune stelle. L’energia rilasciata durante questa esplosione raggiunge valori dell’ordine dei 1051 erg, mentre gli strati esterni delle stella si espandono e vengono eiettati a velocità pari a circa il 10 percento della velocità della luce (300000 km/s).

Una supernova “classica” risplende come miliardi di stelle messe assieme, e l’energia totale rilasciata supera quella emessa da una stella simile al Sole durante la sua vita in sequenza principale, che si può stimare in circa10 miliardi di anni.

Negli ultimi decenni si sono scoperte stelle massicce che producono esplosioni di supernove anche 100 volte meno energetiche di quelle classiche e caratterizzate da basse velocità di espansione e bassa luminosità. Dato che si tratta di supernove più deboli anche il materiale radioattivo che viene espulso risulta inferiore. Il materiale radioattivo, in prevalenza un isotope radioattivo del nichel, che e’ sempre prodotto nelle esplosioni di supernova, rende luminosa la supernova grazie all’energia rilasciata nel suo decadimento.

La teoria suggerisce che il core di ossigeno–neon di una stella di 7-9 masse stellari può collassare producendo piccolo quantità di nichel e dando vita a una supernova di bassa energia. In alternativa,se la stella progenitrice fosse di 25-30 masse solari formerebbe un buco nero nel centro della supernova. La maggior parte del materiale radioattivo viene risucchiato dal buco nero invece di essere espulso.

Finora le supernova di bassa energia mostravano di mantenere, nel momento dell’esplosione, il loro inviluppo di idrogeno più esterno. Questo in qualche modo poteva sorprendere dato che in molti casi le stelle di 25-30 masse solari perdevano la maggior parte dell’inviluppo di idrogeno attraverso i potenti venti stellari, mentre le stelle di massa 7-9 masse solari potevano perderlo attraverso l’interazione con una stella compagna nei sistemi binari.

Nel 2009 viene osservata per la prima volta una supernova debole dove non si registra la presenza di idrogeno. Denominata SN2008ha, fu osservata nella costellazione di Pegaso, a 67 milioni di anni-luce di distanza dalla Terra.

Il Telescopio Nazionale Galileo ha osservato la SN2008ha nelle varie fasi dell’evoluzione. In particolare, il contributo del TNG e’ stato fondamentale raccogliendo oltre metà di tutti i dati osservativi. Questi dati hanno mostrato e confermato la natura della SN2008ha, cioè quella di essere una supernova debole con assenza di idrogeno durante l’esplosione.
Due sono i possibili scenari sull’origine delle supernove. La stella progenitrice può essere stata una stella moderatamente massiccia in un sistema binario che ha perso il suo inviluppo attraverso l’interazione con la compagna, oppure una stella molto massiccia che ha perduto i suoi strati più esterni attraverso i venti stellari formando un buco nero dal collasso del core centrale.

Supernova 2008ha. Crediti: Stefano Valenti/Queen's University (Belfast)

Supernova 2008ha. Crediti: Stefano Valenti/Queen’s University (Belfast)

La scoperta ha importanti implicazioni, in particolare, nella correlazione tra supernove e un gruppo di gamma-ray burst (GRB), quelli che vengono chiamati i gamma-ray burst lunghi. La maggior parte dei questi GRB lunghi sono associati con le supernove più energetiche e luminose. Tuttavia, vi sono almeno due casi dimostrati di GBR lunghi dove non si osserva una supernova brillante, per cui se una qualche supernova e’ presente, questa deve essere estremamente debole.

L’idea di una classe di supernove deboli venne proposta per questi GRB, anche se fino a quel momento erano note solo supernove deboli con un inviluppo di idrogeno, e per il fatto che un inviluppo esterno di idrogeno avrebbe impedito la formazione di un gamma-ray burst. La scoperta di una debole supernova priva del suo inviluppo di idrogeno può rappresentare una sorta di anello di congiunzione tra le supernova e i gamma-ray burst lunghi.

Questa scoperta ha implicazioni importanti perché spiegherebbe coma mai alcune esplosioni di Gamma Ray Burst sono senza la controparte ottica. Se ci fossero state solo supernove con l’inviluppo di idrogeno non si sarebbero potute spiegare l’emissione gamma dei GRB.

Articolo: Valenti et al., A low-energy core-collapse supernova without a hydrogen envelope, Nature 459, 674-677 (4 June 2009) | doi:10.1038/nature08023; Received 12 January 2009; Accepted 24 March 2009, disponibile su: http://www.nature.com/nature/journal/v459/n7247/abs/nature08023.html e su ArXiV: http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0901/0901.2074.pdf

Press Release del TNG – TNG data help to discover a new class of very dim Supernovae – www.tng.iac.es/news/2009/06/01/sn2008ha/

Media INAF – SN2008ha, la mini-supernova senza veli – http://www.media.inaf.it/press/sn2008ha/

Ringrazio Avet Harutyunyan della FGG-TNG per la collaborazione.

Sabrina

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Informazioni su Sabrina Masiero

Ricercatore Astronomo (Tecnologo III livello) presso INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo-Gal Hassin, Centro Internazionale delle Scienze Astronomiche di Isnello, Palermo. In precedenza: Borsista presso INAF-Osservatorio Astronomico di Padova e Fundaciòn Galileo Galilei, FGG-Telescopio Nazionale Galileo, La Palma, Isole Canarie.

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