RICERCA – Per la prima volta gli astronomi hanno potuto dare un’occhiata al core di una stella nei suoi ultimi minuti di vita: mentre esplodeva. Si tratta di uno dei primi grandi risultati della missione di NuSTAR (il telescopio spaziale NASA per l’osservazione dei raggi x), partita nel giugno 2012 per misurare le emissioni ad alta energia delle esplosioni di stelle, supernove e buchi neri.
Questa settimana, sulla rivista Nature, il team NuSTAR ha pubblicato la prima mappa del titanio emesso dal nucleo di una stella esplosa nel 1671, dalla quale hanno avuto origine gli affascinanti residui della supernova noti col nome di Cassiopeia A. Cas A è stata fotografata da moltissimi telescopi ottici, a infrarossi e a raggi X nel corso degli anni, ma questo ha rivelato solamente in che modo i detriti della stella si fossero scontrati con il gas e la polvere circostante, prendendo fuoco.
NuSTAR, invece, ha fornito una prima mappa delle emissioni ad alta energia di un materiale creatosi nel nucleo della stella che esplodeva, ovvero l’isotopo radioattivo titanio-44. L’energia rilasciata ha spazzato via gli strati più esterni della stella, e i resti dell’esplosione si sono sparsi verso l’esterno raggiungendo i 5.000 chilometri al secondo. “Siamo in grado di indagare la fisica alla base dell’esplosione nucleare del core di una supernova, come non abbiamo mai potuto fare prima d’ora”, commenta Steven Boggs della UC Berkeley, co-autore dello studio. “Le supernove producono e rilasciano nello spazio molti degli elementi che sono importanti per la vita come la conosciamo”, aggiunge Alex Filippenko, “Questi risultati sono importanti perché per la prima volta abbiamo a disposizione informazioni riguardo ai meccanismi più profondi di queste esplosioni, proprio quando questi elementi vengono prodotti”.
Grazie alle informazioni raccolte da NuSTAR, gli astronomi sono ora in grado di elaborare modelli tridimensionali delle esplosioni delle stelle e di venire a capo di altri dettagli finora misteriosi. Un esempio? Precedenti osservazioni di Cas A, effettuate grazie al telescopio a raggi x Chandra, hanno mostrato delle particolari emissioni di silicio. “Le stelle sono sfere di gas e questo porterebbe a pensare che, quando esplodono, l’esplosione stessa debba apparire come una sfera uniforme che si espande”, commenta Fiona Harrison, del team di NuSTAR. “Le nuove osservazioni mostrano che il core in esplosione è distorto, perché le parti interne letteralmente si rovesciano prima di detonare”.
La tua amichevole supernova di quartiere
Cas A si trova a circa 11.000 anni luce dalla Terra, e si tratta probabilmente dei resti di una supernova più studiati che ci siano. Nei 343 anni che hanno seguito l’esplosione, i resti si sono espansi nel raggio di dieci anni luce, amplificando Cas A e rendendola visibile dalla Terra.
Precedenti osservazioni del ferro trovato nei resti dell’esplosione avevano portato gli astronomi a pensare che questa fosse stata simmetrica, ugualmente potente in tutte le direzioni. Boggs, tuttavia, ha notato che l’origine di questo ferro era dubbia e sarebbe stato semplicistico pensare di risalire al pattern dell’esplosione solamente da come si era distribuito un materiale. “Non sappiamo se il ferro sia stato prodotto dall’esplosione o se fosse già parte della stella, se si trovasse nel materiale circostante o se quello che possiamo vedere ora rappresenti la sua vera e propria distribuzione. Questo perché non potremmo proprio vederlo, se non fosse stato riscaldato dall’esplosione”.
La mappatura del titanio-44 suggerisce tuttavia che all’interno di Cas A ci sia del ferro che il telescopio Chandra non ha individuato. I due materiali vengono prodotti nello stesso luogo dentro la stella, e questo fa pensare che durante un’esplosione si distribuiscano in maniera analoga. “La cosa più sorprendente, che abbiamo sempre sospettato, è che il ferro non corrisponde in alcun modo al titanio. Questo significa che il ferro che vediamo non può fornire informazioni riguardo alla distribuzione degli altri elementi”, conclude Boggs.
Crediti immagine: NASA
