Il telescopio spaziale ha rilevato circa 80 supernove, oggetti astronomici luminosi formatisi dall’esplosione di una stella massiccia al termine della sua vita.
La NASA ha annunciato questo lunedì che un gruppo di astronomi ha identificato, nell’universo primordiale, un numero di supernove dieci volte maggiore di quanto precedentemente noto, e lo hanno fatto utilizzando le osservazioni ottenute dalla Near Infrared Camera (NIRCam) del telescopio spaziale James Webb. Una supernova è il nome dato alla gigantesca esplosione di una stella massiccia al termine della sua vita a causa del collasso del suo nucleo. Come risultato dell’esplosione, questo corpo celeste emetterà una luce estremamente brillante. Come spiega Space.com, le supernovae possono eclissare temporaneamente intere galassie, oltre a irradiare più energia di quella che il nostro Sole ne emetterà durante tutta la sua vita. La James Webb è considerata dalla NASA adatta per rilevare supernovae distanti, poiché i suoi strumenti hanno la capacità di effettuare osservazioni nella gamma della luce infrarossa. La luce visibile delle antiche supernove, che hanno viaggiato per miliardi di anni attraverso l’universo, viene allungata dall’espansione dell’universo nel momento in cui raggiunge il telescopio. Questo fenomeno è noto come “redshift cosmologico” , poiché la luce proveniente da questi oggetti astronomici viene allungata fino all’estremità rossa dello spettro elettromagnetico, cioè nell’infrarosso.
Alla scoperta di antiche supernove
Secondo gli scienziati un gran numero di questi oggetti risalgono a quando l’universo aveva meno di 2 miliardi di anni, una frazione della sua età attuale, che è stimata in 13,8 miliardi. Gli specialisti sono riusciti a identificare queste supernove dopo aver confrontato la variazione della luminosità della loro luce rispetto al tempo (metodo dei transiti) nelle immagini fornite da James Webb. In totale, gli astronomi hanno trovato circa 80 supernove in una piccola zona di cielo. “Questo è davvero il nostro primo esempio di come appare l’universo ad alto spostamento verso il rosso per la scienza transitoria“, ha detto il ricercatore Justin Pierel, che ha sottolineato che stanno “cercando di identificare se le supernove distanti sono fondamentalmente diverse o molto simili” a quelle osservate “nell’universo vicino.” D’altra parte, gli scienziati hanno sottolineato di aver rilevato una supernova di tipo Ia la cui luce ha iniziato a viaggiare attraverso l’universo quando aveva 2,3 miliardi di anni e ciò la rende la più distante finora conosciuta. Il record precedente era detenuto da una supernova Ia la cui luce iniziò il suo viaggio quando l’universo aveva 3,4 miliardi di anni.
Cos’è una Supernova di Tipo Ia?
Le supernove di tipo Ia sono un tipo specifico di esplosione stellare che avviene in sistemi stellari binari. In questi sistemi, una delle stelle è una nana bianca, il residuo compatto di una stella di massa medio-piccola che ha terminato il suo ciclo di vita attivo. La nana bianca è composta principalmente da carbonio e ossigeno, ed è sostenuta dalla pressione degli elettroni degenerati. Le supernove di tipo Ia si verificano in due scenari principali:
- Accrescimento di Massa: La nana bianca sottrae materiale dalla sua compagna, che può essere una stella normale o un’altra nana bianca. Quando la nana bianca accumula abbastanza massa da superare il limite di Chandrasekhar (circa 1,4 masse solari), la pressione e la temperatura nel suo nucleo diventano così elevate che innescano una fusione incontrollata del carbonio e dell’ossigeno. Questo porta a una reazione termonucleare catastrofica che distrugge completamente la stella.
- Fusione di Due Nane Bianche: In questo scenario, due nane bianche in un sistema binario si avvicinano gradualmente a causa della perdita di energia attraverso radiazione gravitazionale. Quando si fondono, la massa combinata supera il limite di Chandrasekhar, portando all’ignizione della fusione nucleare e alla conseguente esplosione.
Le supernove di tipo Ia sono cruciali per vari motivi:
- Candele standard: Una delle proprietà più importanti delle supernove di tipo Ia è la loro luminosità intrinseca uniforme. Questo le rende eccellenti “candele standard” per misurare distanze cosmiche. Conoscendo la luminosità reale di una supernova di tipo Ia e confrontandola con la luminosità osservata, gli astronomi possono calcolare la distanza dell’oggetto esploso.
- Espansione dell’Universo: Le osservazioni delle supernove di tipo Ia hanno portato alla scoperta dell’espansione accelerata dell’universo, un risultato che ha rivoluzionato la cosmologia e ha portato al concetto di energia oscura. Nel 1998, due team di astronomi che studiavano queste supernove scoprirono che l’universo non solo si sta espandendo, ma lo fa a un ritmo sempre crescente.
- Produzione di elementi pesanti: Le supernove di tipo Ia sono importanti anche per la nucleosintesi. Durante l’esplosione, producono grandi quantità di elementi pesanti come il ferro e il nichel, che vengono distribuiti nello spazio interstellare, arricchendo il mezzo interstellare e contribuendo alla formazione di nuove stelle e pianeti.
Osservazione e Studio
Le supernove di tipo Ia vengono osservate utilizzando telescopi ottici e a raggi X. Gli astronomi monitorano le galassie per individuare l’emergere di nuove supernove e ne seguono l’evoluzione luminosa. Grazie ai progressi tecnologici, è possibile scoprire e studiare queste supernove a distanze sempre maggiori, offrendo una finestra sulla storia dell’universo.
In sintesi, le supernove di tipo Ia non solo sono spettacolari eventi cosmici, ma sono anche strumenti fondamentali per la comprensione delle distanze cosmiche e dell’espansione dell’universo. La loro esplorazione continua a fornire agli astronomi informazioni preziose sulle dinamiche dell’universo e sui processi di formazione degli elementi.
