Memoria dello Spazio

Gli astronomi possiedono ben precise teorie su quali tipi di stelle termineranno la propria vita in una titanica esplosione di supernova. Tuttavia, può essere utile testare la teoria osservando come appare effettivamente una stella condannata all'esplosione, prima che esploda. Il problema è che l’esplosione di una supernova cancella quasi ogni traccia di ciò che la stella progenitrice è stata. Ma, grazie al telescopio spaziale Hubble, disponiamo fortunatamente di una preziosa foto d’archivio di una galassia, NGC 266, contenente l’immagine di una stella progenitrice di una supernova, come essa appariva otto anni prima che esplodesse. Una progenitrice che è stata relativamente facile da trovare, dal momento che si trattava di una delle stelle più brillanti della galassia ospite. Ma la scoperta ha soltanto reso più fitto il mistero che avvolge le supernovae. La presunta progenitrice apparteneva infatti a una classe di stelle luminose blu variabili, per la quale non era atteso che esplodesse in uno stadio così precoce della propria esistenza.

Il telescopio spaziale Hubble ha identificato una stella che era un milione di volte più brillante del Sole, prima che esplodesse come una supernova nel 2005. In base alle attuali teorie sull’evoluzione stellare, la stella non avrebbe dovuto autodistruggersi così presto. «Questo potrebbe voler dire che ci siamo sbagliati di grosso riguardo l’evoluzione di stelle massicce e che le teorie necessitano di essere riviste», dice Avishay Gal-Yam del Weizmann Institute of Science, presso Rehovot, in Israele.

La stella distrutta, che si stima avesse una massa pari a circa 100 masse solari, non era sufficientemente matura, secondo la teoria, da aver già sviluppato un massiccio nucleo ferroso come esito della fusione nucleare. Tale evoluzione è considerata un prerequisito per il collasso del nucleo, da cui trae origine l’esplosione di questo particolare tipo di supernova.

La ricerca è stata pubblicata online il 22 marzo sulla rivista Nature.

L'esplosione, chiamata SN 2005gl, fu registrata il 5 ottobre 2005 nella galassia barrata a spirale NGC 266. Immagini del 1997, tratte dall’archivio di Hubble, rivelano che la progenitrice era una sorgente puntiforme molto luminosa, con una magnitudine assoluta visuale di -10,3.

La progenitrice era così brillante che apparteneva probabilmente a una classe di stelle chiamate variabili blu luminose (Luminous Blue Variables o LBV). «Nessun altro tipo di stella è così intrinsecamente brillante», afferma Gal-Yam. Nel corso della sua evoluzione, una LBV disperde molta della sua massa attraverso un violento vento stellare. È solo a questo punto che sviluppa un nucleo ferroso, che la porterà ad esplodere come una supernova da collasso del nucleo.

Si pensa che stelle estremamente massicce e luminose, che raggiungono le 100 masse solari come Eta Carinae nella Via Lattea, perdano completamente il loro rivestimento di idrogeno prima di giungere all’esplosione finale di supernova. «Queste osservazioni dimostrano che molti dettagli nell’evoluzione e nel destino delle LBV rimangono un mistero. Dovremmo continuare a tenere d’occhio Eta Carinae: può sorprenderci ancora», afferma l’esperto di supernovae Mario Livio, dello Space Telescope Science Institute di Baltimora.

«L’identificazione della progenitrice dimostra che, almeno in alcuni casi, certe stelle massicce esplodono prima di perdere la maggior parte del loro involucro di idrogeno, suggerendo che l’evoluzione del nucleo e quella dell’involucro siano meno correlate di quanto si ritenesse in passato: una scoperta che può richiedere una revisione della teoria dell’evoluzione stellare», sostiene il co-autore Douglas Leonard, della San Diego State University, in California.

Una delle possibilità è che la progenitrice di SN 2005gl fosse in realtà una coppia di stelle, un sistema binario che si è fuso. Ciò avrebbe alimentato le reazioni nucleari fino a rendere la stella esplosa enormemente brillante, facendola apparire più luminosa e meno evoluta di quanto realmente fosse. «Il che lascia aperta la questione se vi possano essere altri meccanismi che scatenano le esplosioni di supernova», afferma Gal-Yam. «È possibile che ci manchi qualche elemento fondamentale per la comprensione di come una stella superluminosa finisca per perdere massa».

Gal-Yam riferisce che le osservazioni hanno rivelato che solo una piccola parte della massa della stella si è dispersa nell’esplosione. La maggior parte del materiale è stata invece attirata nel nucleo collassante, che è probabilmente diventato un buco nero, di taglia compresa tra le 10 e le 15 masse solari.

Il gruppo di Gal-Yam ha usato il telescopio Keck per localizzare precisamente la supernova nel braccio esterno della galassia. Una successiva osservazione con Hubble nel 2007 ha mostrato inequivocabilmente che la stella superluminosa era scomparsa. Per essere certi che la nuova osservazione fosse coerente con l’immagine d’archivio del 1997, gli astronomi hanno utilizzato il medesimo strumento di Hubble che era stato usato nel 1997, la Wide Field Planetary Camera 2.

Trovare immagini d’archivio di stelle prima che queste esplodano come supernovae non è un compito facile. Numerose candidate progenitrici di altre supernovae sono state segnalate in passato. Tuttavia, la sola altra progenitrice assolutamente indiscutibile era la supergigante blu che ha preceduto SN 1987A. In quel caso si pensò che la stella progenitrice fosse una supergigante rossa che, giunta a uno stadio tardivo della propria evoluzione, era ritornata alla condizione di supergigante blu. Ciò condusse a un’importante rielaborazione della teoria delle supernovae. Ma la stella progenitrice osservata da Gal-Yam è troppo massiccia per essere andata incontro a una simile oscillazione verso lo stadio di gigante rossa, sicché - afferma lo studioso - è necessario trovare una nuova e diversa spiegazione.

Riferimenti