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Un diario di cose celesti

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SN 2008iz, la supernova oscura di M82

29 May 2009 10:14 PM – Michele Diodati

Un team internazionale di radioastronomi ha scoperto nella non lontana galassia M82 la nascosta esplosione di supernova di una stella di grande massa. Benché sia la supernova a noi più vicina scoperta negli ultimi cinque anni, l’esplosione può essere rilevata solo nelle frequenze delle onde radio, poiché la densa nube di gas e polveri che circonda la stella esplosa la rende invisibile in tutte le altre frequenze. Senza tale oscuramento, l’esplosione sarebbe stata visibile anche con telescopi amatoriali.

Sull'immagine totale della galassia starburst M82 prodotta da Hubble sono innestati riquadri con livelli progressivi di zoom. I riquadri in alto mostrano osservazioni del nucleo di M82 con il Very Large Array. I riquadri in basso a destra, basati su immagini prodotte dal VLBI, portano il livello di zoom fino a pochi giorni-luce, mostrando il guscio in espansione della supernova SN 2008iz. Cortesia: Milde Science Communication / NASA, ESA e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) / A. Brunthaler, MPIfR

Sull'immagine totale della galassia starburst M82 prodotta da Hubble sono innestati riquadri con livelli progressivi di zoom. I riquadri in alto mostrano osservazioni del nucleo di M82 con il Very Large Array. I riquadri in basso a destra, basati su immagini prodotte dal VLBI, portano il livello di zoom fino a pochi giorni-luce, mostrando il guscio in espansione della supernova SN 2008iz. Cortesia: Milde Science Communication / NASA, ESA e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) / A. Brunthaler, MPIfR

M82 è una galassia irregolare appartenente a un vicino gruppo di galassie situato a circa 12 milioni di anni luce dalla Terra. Nonostante sia più piccola della Via Lattea, ospita al suo centro, in un’area interna di poche centinaia di anni luce, una vigorosa attività di formazione stellare. In questa fabbrica di stelle stanno nascendo attualmente più stelle che nell’intera Via Lattea.

M82 ha l'aspetto di una galassia in esplosione. Sia nelle immagini ottiche sia in quelle a infrarossi, sembra come fatta a pezzi dall’esplosione di numerose supernovae. Molti resti di precedenti supernovae sono infatti osservabili nelle immagini radio di M82. L’apparizione di una nuova supernova era pertanto attesa da lungo tempo. Per un quarto di secolo gli astronomi hanno cercato di cogliere sul fatto una simile catastrofe cosmica e cominciavano a domandarsi come mai la galassia rimanesse così silenziosa negli ultimi anni.

La nuova scoperta risale ad Aprile 2009, quando Andreas Brunthaler del MPIfR esaminò i dati ottenuti l’8 Aprile con il Very Large Array (VLA) del National Radio Astronomy Observatory, un interferometro costituito da 27 telescopi identici da 25 metri situati nel New Mexico (Stati Uniti). «Allora ho cominciato a riguardare i dati più vecchi che avevamo, di Marzo e Maggio dell’anno scorso, ed era lì, più brillante dell’intera galassia!». Nella posizione occupata dalla supernova, le osservazioni risalenti a prima del 2008 non mostravano emissioni di rilievo né nelle onde radio né nei raggi X.

D’altra parte, le osservazioni di M82 svolte lo scorso anno con telescopi ottici non avevano mostrato alcun segno di questa esplosione. La supernova, che è esplosa vicino al centro della galassia in un ambiente interstellare particolarmente denso, è nascosta anche nelle immagini ultraviolette e in quelle ai raggi X. Questo fatto può essere considerato un indizio utile a comprendere il lungo silenzio di M82: molti di questi eventi potrebbero in effetti essersi verificati come esplosioni "clandestine”, in cui il lampo di luce accecante della supernova è rimasto coperto da enormi coltri di gas e polvere, all'interno delle quali solo le onde radio avrebbero potuto penetrare. «Una simile catastrofe cosmica è la prova che, grazie ai nostri radiotelescopi, possediamo un posto in prima fila per osservare un universo altrimenti nascosto», spiega il prof. Heino Falcke della Radboud University. Se non fosse stata oscurata, l’esplosione avrebbe potuto essere osservata nel visibile anche con un telescopio amatoriale di medie dimensioni.

Radioemissioni possono essere rilevate solo nel caso di supernovae da collasso del nucleo, in cui il nucleo di una stella di grande massa collassa e produce un buco nero o una stella di neutroni. Onde radio si producono quando l’onda d’urto dell’esplosione si propaga all’interno del denso materiale che circonda la stella, di solito espulso prima che la massiccia progenitrice esploda.

Combinando i dati provenienti dai dieci telescopi del Very Long Baseline Array (VLBA), dal VLA, dal Green Bank Telescope negli Stati Uniti e dal telescopio Effelsberg da 100 metri in Germania, e usando la tecnica dell’interferometria a base molto lunga (VLBI), la squadra di ricercatori è stata in grado di produrre immagini che mostrano una struttura a forma di anello che si espande a più di 40 milioni di chilometri orari, o al 4% della velocità della luce, il che è tipico delle supernovae. «Estrapolando questa espansione indietro nel tempo, possiamo stimare la data dell’esplosione. I nostri dati attuali indicano che la stella esplose alla fine di gennaio o all’inizio di febbraio del 2008», spiega Andreas Brunthaler.

Tre mesi soltanto dopo l’esplosione, l’anello era già 650 volte più ampio dell’orbita della Terra intorno al Sole. La capacità del VLBI di risolvere questa struttura alla distanza stimata di M82 equivale alla possibilità di scorgere una moneta da 1 euro dalla distanza di 13.000 km!

L’aspetto asimmetrico della supernova sulle immagini VLBI indica che l’esplosione è stata altamente asimmetrica oppure che il materiale circostante è distribuito in modo disomogeneo.

La stessa immagine riportata più sopra, modificata per evidenziare che la risoluzione necessaria a scorgere la supernova è stata equivalente alla capacità di scorgere una moneta da un euro dalla distanza di 13.000 km. Cortesia: Milde Science Communication / NASA, ESA e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) / A. Brunthaler, MPIfR

La stessa immagine riportata più sopra, modificata per evidenziare che la risoluzione necessaria a scorgere la supernova è stata equivalente alla capacità di scorgere una moneta da un euro dalla distanza di 13.000 km. Cortesia: Milde Science Communication / NASA, ESA e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) / A. Brunthaler, MPIfR

Il Very Large Array in New Mexico (Stati Uniti). Cortesia: NRAO

Il Very Large Array in New Mexico (Stati Uniti). Cortesia: NRAO

Il radiotelescopio Effelsberg da 100 metri. Cortesia: MPIfR Bonn

Il radiotelescopio Effelsberg da 100 metri. Cortesia: MPIfR Bonn

Il Green Bank Telescope in West Virginia (Stati Uniti). Cortesia: NRAO

Il Green Bank Telescope in West Virginia (Stati Uniti). Cortesia: NRAO

Riferimenti

Tag: M82, galassie starburst, supernovae, SN 2008iz, VLA, VLBI, onde radio, interferometria, articoli

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