Per la prima volta viene osservata una supernova con “doppia detonazione”. Come è stato possibile?
Scoperta inaspettata quella di un team di astronomi. Hanno trovato i resti di una supernova che, a differenza di quanto generalmente osservato, si è prodotta con una doppia esplosione. E’ il primo caso osservato, ma probabilmente non l’unico.
I resti di supernova generalmente mostrano una sorta di guscio di polveri e gas in espansione, generato da un'unica potentissima esplosione che mette fine alla vita di una stella.
Quando un team di astronomi, usando il potente telescopio VLT dell’ESO, si è trovato davanti a due di questi gusci, è rimasto alquanto perplesso. Come era possibile che una stella esplodesse due volte quando già la prima esplosione doveva essere stata distruttiva?
Eppure, fatta la scoperta è seguita anche la spiegazione, peraltro recentemente già prevista teoricamente.
Il fenomeno di supernova nelle nane bianche
Stelle simili al Sole, una volta esaurito il combustibile del nucleo e degli strati attorno ad esso, si trasformano in “nane bianche”.
Queste sono oggetti molto compatti, così compatti che la loro struttura interna è costituita da materia in uno stato detto “degenere”.
Inizialmente sono caldissime e quindi di colore tendende al bianco; poi con il tempo vanno raffreddandosi, non avendo alcuna sorgente interna di energia.
Il passaggio da stella a nana bianca avviene attraverso una fase esplosiva che porta alla formazione di una nebulosa planetaria. Mentre gli strati interni si compattano generando la nana bianca, gli strati esterni vengono espulsi formando una nebulosa.
Questa sarebbe la conclusione pacifica e lentissima della nana bianca fino al totale spegnimento nel giro di parecchi miliardi di anni.
Tuttavia, succede frequentemente che la nana bianca abbia una stella compagna, entrambe tra loro legate gravitazionalmente. Si tratta di un sistema chiamato binario in cui due stelle sono nate contemporaneamente ma, avendo masse diverse, una (quella diventata nana bianca) si è evoluta più rapidamente dell’altra che magari è nella fase di gigante rossa.
Alla nana bianca può succedere di trovarsi sufficientemente vicina alla compagna da riuscire a rubarne il gas, furto facilitato dalla bassa gravità superficiale della gigante, e di accrescerlo sulla propria superficie.
Ma esiste un limite fisico per una nana bianca alla capacità di sostenere il peso di questo gas catturato alla gigante. Teoricamente sappiamo che quando la massa della nana bianca supera il limite di 1.4 masse solari (chiamato limite di Chandrasekhar), la sua struttura “degenere” collassa per poi esplodere come supernova.
Potremmo dire che la compagna gigante rossa ha portato la nana bianca “sulla cattiva strada” cambiandone radicalmente il futuro…non più quello di un lento e pacifico raffreddamento, ma di un'esplosione distruttiva (per cui resteranno resti di supernova, cioè poveri e gas, ed una stella di neutroni).
Cosa è successo alla supernova SNR 0509-67.5
La novità osservativa è che è possibile che la detonazione che porta all'esplosione di supernova possa essere preceduta da una prima detonazione meno distruttiva. Più precisamente, può succedere che ancor prima che venga raggiunto il limite delle 1.4 masse solari, l’elio rubato e accumulato in superficie esploda generando un primo guscio esterno in espansione ma anche generando un’onda d’urto che propagandosi internamente fino al nucleo produca in questo una seconda esplosione.
Osservando i resti della supernova SNR 0509-67.5 al telescopio cileno VLT (Very Large Telescope) dell’ESO con lo strumento MUSE, un team ha scoperto che i resti di questa supernova hanno una struttura che si spiega bene con una doppia detonazione.
E’ il primo caso osservato come anche la prima prova osservativa di questo meccanismo previsto teroicamente di recente.
La teoria dice che appunto l’esistenza di un doppio guscio poteva essere il tracciante osservativo della doppia detonazione.
L’interesse per questo tipo di supernovae nasce dalla loro estrema importanza come indicatori della distanza: la luminosità massima prodotta da queste supernovae è sempre la stessa e permette di misurare la distanza delle galassie in cui esplodono. Inoltre, diffondono nell’Universo il ferro in esse prodotto, lo stesso ferro che come dice il primo autore dell’articolo, in cui vengono presentati i risultati della ricerca, scorre nel nostro sangue.
Riferimento allo studio
"Calcium in a supernova remnant as a fingerprint of a sub-Chandrasekhar-mass explosion" Das, P., Seitenzahl, I.R., Ruiter, A.J. et al. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02589-5