La scoperta, guidata dal Dr. Iair Arcavi ricercatore dell'Università di Tel Aviv, getta nuova luce anche sul mistero millenario della supernova del 1054 d.C. che fu vista dagli antichi astronomi per 23 giorni consecutivi, prima di diventare la Nebulosa del Granchio che conosciamo oggi.

 

Ci sono supernove e SUPERnove

Una supernova è l'esplosione di una stella a seguito di un improvviso squilibrio tra le forze, le stesse che fino a quel momento ne hanno modellato l'intera vita.
Uno degli elementi principali in gioco è la gravità. Il nostro Sole, ad esempio, controbilancia questa forza attraverso la fusione nucleare al suo interno, che produce una pressione la quale si oppone all'attrazione gravitazionale. Finché i sarà abbastanza fusione nucleare, la gravità non sarà in grado di far collassare la stella. Tuttavia, alla fine, la fusione nucleare si esaurirà e la stella collasserà.

Le stelle come il Sole, e fino a 8 masse superiori, che collassano diventano nane bianche. Il loro nucleo rimane così denso che le forze quantistiche tra gli elettroni ne impediscono un ulteriore collasso.

Nelle stelle 10 volte più massicce del nostro Sole, tuttavia, le forze quantistiche tra gli elettroni non sono sufficienti per fermare l'attrazione gravitazionale e il nucleo continua a collassare fino a diventare una stella di neutroni o un buco nero, attraverso una gigantesca esplosione.

Questi scenari vengono storicamente classificati in due categorie di supernova. Il primo è una supernova termonucleare o di tipo I, che si genera quando la nana bianca che si trova in un sistema binario, assorbe sufficiente materia da esplodere di nuovo. Il secondo è una supernova core collapse o di tipo II, he si verifica quando una stella massiccia, circa 10 volte la massa del Sole, esaurisce il combustibile e il suo nucleo collassa, creando un buco nero o una stella di neutroni. Il lavoro teorico suggeriva, però, che al confine tra questi due tipi ce ne era un terzo: le supernove a cattura elettronica.

 

Supernove sfuggenti

La teoria è stata sviluppata negli anni '80 da Ken'ichi Nomoto dell'Università di Tokyo ed altri scienziati. Nel corso dei decenni, sono state formulate diverse previsioni su come cercarle: su quali caratteristiche avrebbero dovuto avere le stelle pre-esplosione e quali le supernove.

Il nuovo studio, pubblicato su Nature Astronomy, si concentra sulla supernova SN2018zd, scoperta nel 2018 dall'astronomo amatoriale giapponese Koihchi Itagaki.
Questa supernova, situata nella galassia NGC 2146, ha tutte le proprietà attese per una supernova a cattura elettronica. Inoltre, dato che la supernova è relativamente vicina, si trova a soli 31 milioni di anni luce di distanza, i ricercatori sono stati in grado di identificare la stella di origine nelle immagini d'archivio pre-esplosione, scattate dal telescopio spaziale Hubble. In effetti, la stella stessa si adatta al tipo previsto per esplodere in supernova a cattura elettronica ed è diversa dalle stelle che finora hanno generato altri tipi di supernova.

SN2018zd ha tutti e sei gli indicatori attesi per le supernove a cattura elettronica: una stella progenitrice che rientra nell'intervallo di massa previsto, una forte perdita di massa pre-supernova, una composizione chimica insolita, un debole esplosione, poca radioattività e materiale ricco di neutroni. "Abbiamo iniziato chiedendoci 'cos'è questa cosa stramba?'", ha detto Daichi Hiramatsu dell'Università della California Santa Barbara e dell'Osservatorio Las Cumbres, autore dello studio. "Poi abbiamo esaminato ogni aspetto di SN 2018zd e ci siamo resi conto che tutti possono essere spiegati nello scenario della cattura elettronica".

L'osservazione diretta di questo nuovo tipo di supernova, potrebbe far luce anche su una famosa osservazione storica. Nel 1054 d.C. una supernova si verificò nella Via Lattea e, secondo i registri cinesi e giapponesi, era così brillante che poteva essere vista di giorno e proiettare ombre di notte. Il residuo risultante, la Nebulosa del Granchio, è stato studiato nei minimi dettagli e si è scoperto che ha una composizione insolita. In precedenza era il miglior candidato per una supernova a cattura elettronica ma considerato che l'esplosione avvenne quasi mille anni fa, c'è sempre stata una certa incertezza. Il nuovo rafforza la teoria.

"È incredibile che possiamo far luce sugli eventi storici nell'Universo con strumenti moderni", ha affermato il dott. Arcavi. "Oggi, con telescopi robotici che scrutano il cielo con un'efficienza senza precedenti, possiamo scoprire eventi sempre più rari, fondamentali per comprendere le leggi della natura, senza dover aspettare 1000 anni tra un evento e l'altro".