La nebulosa della Carena, una fabbrica di supernovae

Una recente immagine di Chandra ci mostra nuovi intriganti dettagli della Nebulosa della Carena, una regione di alta formazione stellare posta nel braccio “Sagittario-Carina” della nostra Via Lattea, ad appena 7500 anni luce dalla Terra.

L’immagine è stata acquisita in banda X; i diversi colori rappresentano dunque diverse “durezze” dei raggi X provenienti dalla regione (quelli più “duri”, di più alta energia, sono in colore blu, quelli di energia minore sono in rosso). L’occhio assai attento della sonda Chandra ha potuto scorgere ben 14.o00 stelle nella regione, rivelando anche un alone diffuso di radiazione in banda X. Ha anche fornito una decisa evidenza di come con ogni probabilità diverse stelle siano già esplose in supernova in tale attivissima regione.

 

L'immagine Chandra della Nebulosa della Carena (Crediti: NASA/CXC/PSU/L.Townsley et al.)

 

La survey Chandra ha qualcosa di spettacolare, a pensarci. La tecnica di creazione dell’immagine stessa è straordinaria: ci sono voluti oltre 1,2 milioni di secondi di osservazione (circa due settimane) per creare questo mosaico, fatto in realtà di ben 22 diversi puntamenti (con un campo di vista di circa 1,4 gradi quadrati, niente affatto piccolo). Il frutto di tale lavoro ha appunto permesso di rilevare l’ingente numero di stelle citato.

Secondo un approccio sempre più utilizzato (e sempre molto fecondo), i dati sono stati posti a confronto con osservazioni in altre bande: Spitzer e il Very Large Telescope hanno fornito preziosi dati in banda infrarossa della stessa regione.

Le cose che si imparano dall’analisi dei dati così raccolti sono molteplici.

  • Diverse evidenze supportano il fatto che la produzione di supernovae nella regione sia già iniziata. Ad esempio, il deficit di raggi X che “affligge” l’ammasso stellare chiamato Trumpler 15 (localizzato nei pressi del centro della regione) lascia pensare che molte delle stelle più massicce (a vita più breve), forti produttori di raggi X, siano già “scomparse” dalla scena, esplodendo appunto a supernovae.
  • Similmente, l’alone in banda X diffuso potrebbe essere dovuto a supernovae già esplose (oltre che a venti stellari originati da stelle di grande massa)
  • Questo quadro è anche supportato dalla scoperta di sei stelle di neutroni, che dovrebbero essere niente altro che i residui di altrettante supernovae (in precedenza se ne conosceva una soltanto).
  • Si è anche scoperta una “nuova” popolazione si stelle giovani e di grande massa; questo raddoppia il numero conosciuto di stelle probabilmente destinate ad essere distrutte con spettacolari esplosioni a supernovae.

Nel complesso, una raccolta dati molto accurata e – si direbbe – molto ben pianificata, che non ha mancato di dare risultati importanti per lo studio delle supernovae, e delle regioni di forte formazione stellare.

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Il Galileo aiuta a scoprire una nuova classe di supernove “deboli”

Le supernovae sono certamente tra gli eventi più energetici e violenti nell’intero Universo. Queste difatti costituiscono l’esplosione finale che segna la fine del ciclo di vita di alcuni tipi di stelle. L’energia cinetica tipicamente rilasciata in queste esplosioni può raggiungere i 1051 erg (un valore davvero enorme) mentre gli strati più esterni della stella vengono espulsi a velocità che possono raggiungere anche il 10% di quella della luce, la massima velocità permessa nel mondo fisico. Una normale supernova brilla come miliardi di stelle normali tutte assieme, e l’energia totale rilasciata supera quella prodotta dal Sole durante il suo intero ciclo di vita di circa 10 miliardi di anni.

Nell’ultimo decennio il quadro delle esplosioni di supernova si è un po’ complicato, poichè è stato scoperto che in alcuni casi le stelle di grande massa producono esplosioni che possono essere anche 100 volte meno energetiche del normale. Tali esplosioni sono anche caratterizzate da basse velocità degli strati espulsi più esterni, e da più deboli luminosità. In effetti, vi sono dei casi particolari, previsti dalla teoria, in cui tale “piccole esplosioni” potrebbero verificarsi.

Fino ad oggi, comunque, tutte le supernovae deboli osservate mostravano la presenza, al momento dell’esplosione, il loro strato più esterno di idrogeno. E’ una cosa piuttosto sorprendente, poichè si ritiene che vi possano essere diversi meccanismi all’opera – soprattutto per le supernovae deboli – per rimuovere l’inviluppo di idrogeno.


La regione dove è stata scoperta la supernova SN2008ha.
Crediti: sito web del Telescopio Nazionale Galileo

Ora finalmente un gruppo di ricercatori, è riuscito a trovare una supernova debole in cui lo strato di idrogeno esterno non è rilevabile. L’evento, chiamato SN 2008ha, è stato scoperto nella costellazione di Pegaso, a circa 67 milioni di ani luce dalla Terra. La ricerca si è giovata tra l’altro di diverse osservazioni della supernova compiute attraverso il
Telescopio Nazionale Galileo, situato alle Isole Canarie, in Spagna.

Il peculiare resto di supernova SNR 0104-72

Una nuova immagine dalla sonda Chandra mostra un resto di supernova con un “look” completamente diverso dal solito. L’oggetto, conosciuto con la sigla SNR 0104-72, si trova nella Piccola Nube di Magellano, una galassia vicina alla Via Lattea. Gli astronomi ritengono che SNR 1014 costituisca il residuo di una supernova cosiddetta “di tipo Ia”, causato dall’esplosione termonucleare di una nana bianca.

Il resto di supernova SNR 0104-72
Crediti: X-ray: NASA/CXC/CfA/P. Slane et al.

Nella immagine composita, che comprende le informazioni in banda X da Chandra (in color porpora) e quelle in banda infrarossa raccolte da Spitzer (mostrete in verde e rosso) l’oggetto appare in effetti diverso da ogni altra supernova conosciuta nella nostra Galassia. Difatti, mentre gli oggetti del tipo dei resti di supernova Kepler e Tycho appaiono di forma sostanzialmente circolare, decisamente la forma di SR 0104 circolare non è. Al contrario, appare dominata da due lobi di emissione piuttosto brillanti (visibili in alto a destra e in basso a sinistra). La notevole abbondanza di ferro riscontrata in questi lobi dimostra che siano assai probabilmente derivati dallo scoppio di una supernova di Tipo Ia.

Le spiegazioni per questa peculiarità nella forma possono essere diverse: una è che la nana bianca (da cui si è originata la supernova) in se fosse fortemente asimmetrica e avesse prodotto due getti arricchiti di ferro essa stessa. Un’altra possibilità riposa sull’influenza dell’ambiente intorno alla supernova. La cosa comunque è ancora dibattuta, e gli scienziati sperano di poter avere altri dati da Chandra e da altri telescopi in modo da far luce sui veri motivi della peculiarità di  SR 0104…

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