E' stata osservata per la prima volta una supernova in fase precocissima appena il giorno dopo l'esplosione

Mai come stavolta una supernova era stata osservata nelle precocissime fasi di esplosione. La forma della stella in esplosione è risultata ben diversa da quanto finora ipotizzato, gettando nuova luce sulla struttura interna di queste stelle.

SN 2024ggi
Rappresentazione artistica delle prime fasi dell'esplosione della supernova SN 2024ggi da cui si evince la simmetria assiale e non sferica dell'esplosione. Credit: ESO/L. Calçada

Quando si vorrà spiegare cosa si intende per gioco di squadra, si potrà a buon motivo citare quanto è avvenuto nel caso della supernova SN 2024ggi, ottimo esempio di sinergia nella ricerca.

Grazie al tempismo e al funzionamento di tutto il necessario iter, la supernova è stata osservata appena poche ore dopo le prime avvisaglie di esplosione.

Perché avviene l’esplosione di supernova

Nelle stelle agiscono due forze tra loro opposte: la forza di gravità che tende ad attrarre tutta la massa della stella verso il suo centro, e la forza di pressione del gas che, riscaldato dalle reazioni di fusione termonucleari nel nucleo della stella, tende a farla espandere.

Se agisse solo la gravità la stella collasserebbe sul suo nucleo; se agisse solo la pressione del gas la stella si disperderebbe nello spazio.

E’ proprio l’equilibrio tra queste due forze opposte che garantisce alla stella una condizione di equilibrio (chiamato idrostatico).

Quando in una stella massiccia (con massa superiore a 8 masse solari) il combustibile nucleare si esaurisce e viene meno la forza di pressione del gas caldo, si perde l’equilibrio idrostatico. A questo punto il nucleo della stella collassa e i gusci di massa circostanti cadono su di esso e rimbalzano. Questo rimbalzo si propaga poi verso l'esterno, distruggendo la stella con una gigantesca esplosione.

NGC 3621
Immagine presa al telescopio VLT dell'ESO della galassia NGC 3621 in direzione della costellazione di Hydra a circa 22 milioni di anni luce dalla Terra. Credit: ESO

L’enorme quantità di energia liberata rende questa esplosione brillantissima a tal punto da essere visibile anche a miliardi di anni luce di distanza. E’ proprio per questa circostanza per cui improvvisamente appare in cielo questo nuovo punto luminoso (prodotto dall’esplosione) che è stato dato all’evento il nome di “nova” o “supernova”.

Nell’antichità, la comparsa in cielo di un punto luminoso (non sapendo di quale evento si trattasse realmente) veniva interpretata come la nascita di una nuova stella da cui il termine “stella nova”.

Tuttavia, se da un punto di vista teorico è ben spiegata la successione di fasi che portano all’esplosione di supernova, da un punto di vista osservativo è difficile cogliere l’esplosione nelle prime ore iniziali. Generalmente, una supernova viene scoperta e la si inizia ad osservare quando l’esplosione ha reso l’evento sufficientemente brillante. Tuttavia, a questo punto la stella è ormai distrutta e nessuna informazione rimane delle fasi iniziali.

Con la supernova SN 2024ggi è stato diverso

Possiamo considerarlo un caso unico più che raro. Stavolta, la supernova SN 2024ggi è stata scoperta e subito osservata, ancor prima che l’esplosione la distruggesse completamente.

E’ stato grazie ad un ottimo tempismo tra la notizia precoce della scoperta, la presentazione di una valida proposta di osservazione con un potentissimo telescopio (il VLT dell'ESO), l’accettazione della proposta da parte del TAC (Time Alllocation Commitee) e l’osservazione. Il tutto avvenuto, grazie alla collaborazione di tutte le parti, appena 24 ore dopo la scoperta.

E così che il primo autore dell’articolo in cui sono presentati i risultati, Yi Yang assistente professore alla Tsinghua University a Beijing, China, è riuscito ad utilizzare lo strumento FORS2 montato sul Very Large Telescope dell’ESO per osservare questa stella morente nelle prime fasi della sua esplosione.

SN 2024ggi
Sequenza (artistica) di tre fasi dell'esplosione: la stella circodanda dau un disco di polveri precedentemente espulse; l'esplosione inizialmente a simmetria ahhiale (in direzione alto-basso); l'esplosione finale che distrugge l'intera stella. Credit: ESO/L. Calçada

A differenza di quanto si poteva immaginare, l’esplosione non è stata con simmetria sferica ma con simmetria assiale. Nel momento in cui i gusci interni rimbalzando sul nucleo hanno raggiunto la superficie della stella iniziando a distruggerla hanno dato alla stessa una sorta di forma ad oliva. L’esplosione si è inizialmente propagata non in tutte ma in due sole direzioni opposte.

Questa ricostruzione è stata possibile grazie alla scelta del giusto strumento di osservazione, uno spettropolarimetro che ha permesso di analizzare lo stato di polarizzazione della luce emessa durante l’esplosione, unita alla potenza e al potere risolutivo del telescopio.

Questa scoperta è preziosa, infatti permette di abbandonare tutta una serie di modelli dell’esplosione che non si conciliano con quanto osservato e di sviluppare altri modelli che meglio descrivono quanto osservato.

Riferimento allo studio

"An axisymmetric shock breakout indicated by prompt polarized emission from the type II supernova 2024ggi" Yi Yang et al. Science Advances12 Nov 2025Vol 11, Issue 46.