LE SUPERNOVA

Le Supernova  

Che cos'è una supernova?
Una supernova è la più grande esplosione che gli umani abbiano mai visto. Ogni esplosione è l'esplosione estremamente luminosa e super potente di una stella.
Cosa causa una supernova?
Un tipo di supernova è causato dall '"ultimo evviva" di una stella massiccia morente. Questo accade quando una stella almeno cinque volte la massa del nostro sole si spegne con un botto fantastico! Le stelle massicce bruciano enormi quantità di combustibile nucleare nei loro nuclei o centri. Questo produce tonnellate di energia, quindi il centro diventa molto caldo. Il calore genera pressione e la pressione creata dalla combustione nucleare di una stella impedisce anche al collasso di quella stella.
Una stella è in equilibrio tra due forze opposte. La gravità della stella cerca di spremere la stella nella palla più piccola e stretta possibile. Ma il combustibile nucleare che brucia nel nucleo della stella crea una forte pressione esterna. Questa spinta esterna resiste alla compressione interna della gravità.
 
Cosa tiene insieme le stelle? È un equilibrio di gravità che spinge verso l'interno della stella e il calore e la pressione che spingono verso l'esterno dal centro della stella.
Quando una stella massiccia si esaurisce, si raffredda. Ciò provoca la caduta della pressione. La gravità vince e la stella crolla all'improvviso. Immagina qualcosa di un milione di volte che la massa della Terra collassa in 15 secondi! Il crollo avviene così rapidamente che crea enormi onde d'urto che fanno esplodere la parte esterna della stella!
Di solito viene lasciato alle spalle un nucleo molto denso, insieme a una nuvola in espansione di gas caldo chiamata nebulosa. Una supernova di una stella più di circa 10 volte più grande del nostro sole può lasciare dietro gli oggetti più densi nell'universo: i buchi neri.

La nebulosa del granchio

La Nebulosa del Granchio è il rimanente, o residuo, di un'enorme stella nella nostra Via Lattea che è morta a 6.500 anni luce di distanza. Astronomi e osservatori attenti videro la supernova nell'anno 1054. 
Un secondo tipo di supernova può accadere in sistemi in cui due stelle orbitano l'una nell'altra e almeno una di quelle stelle è una nana bianca delle dimensioni della Terra.Una nana bianca è ciò che rimane dopo che una stella delle dimensioni del nostro sole ha esaurito il carburante. Se una nana bianca si scontra con un'altra o estrae troppa materia dalla sua stella vicina, la nana bianca può esplodere. Kaboom!
Quanto sono brillanti le supernova?
Questi eventi spettacolari possono essere così brillanti da eclissare le loro intere galassie per alcuni giorni o addirittura mesi. Possono essere visti in tutto l'universo.
Quanto sono comuni le supernova?
Non molto. Gli astronomi credono che circa due o tre supernova si verifichino ogni secolo in galassie come la nostra Via Lattea. Poiché l'universo contiene così tante galassie, gli astronomi osservano alcune centinaia di supernova all'anno al di fuori della nostra galassia. La polvere spaziale blocca la nostra visione della maggior parte delle supernove all'interno della Via Lattea.
Cosa possiamo imparare dalle supernova?
Gli scienziati hanno imparato molto sull'universo studiando supernova. Usano il secondo tipo di supernova (il tipo che coinvolge nane bianche) come un sovrano, per misurare le distanze nello spazio.
Hanno anche imparato che le stelle sono le fabbriche dell'universo. Le stelle generano gli elementi chimici necessari per rendere tutto nel nostro universo. Al loro centro, le stelle convertono elementi semplici come l'idrogeno in elementi più pesanti. Questi elementi più pesanti, come carbonio e azoto, sono gli elementi necessari per la vita.
Solo le stelle massicce possono creare elementi pesanti come oro, argento e uranio. Quando si verificano supernova esplosive, le stelle distribuiscono nello spazio elementi immagazzinati e di nuova creazione.

In che modo gli scienziati studiano le supernova?

Gli scienziati della NASA usano diversi tipi di telescopi per cercare e poi studiare supernova. Un esempio è la missione NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array),che utilizza la visione a raggi X per indagare sull'universo. NuSTAR sta aiutando gli scienziati ad osservare supernova e giovani nebulose per imparare di più su ciò che accade prima, durante e dopo queste esplosioni spettacolari.
Un'esplosione stellare eccezionalmente ravvicinata, scoperta il 21 gennaio, è diventata il fulcro degli osservatori intorno e sopra il globo, inclusi diversi veicoli spaziali della NASA. L'esplosione, designata SN 2014J, si è verificata nella galassia M82 e si trova a circa 12 milioni di anni luce di distanza. Ciò la rende la supernova ottica più vicina in due decenni e potenzialmente la supernova di tipo Ia più vicina a verificarsi durante la vita delle missioni spaziali attualmente operative.
Per sfruttare al meglio l'evento, gli astronomi hanno pianificato osservazioni con il NASA / ESA Hubble Space Telescope e l'osservatorio a raggi X Chandra della NASA, (NuSTAR), il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi e le missioni Swift.
Come si addice al suo moniker, Swift è stato il primo a dare un'occhiata. Il 22 gennaio, appena un giorno dopo la scoperta dell'esplosione, il telescopio ultravioletto / ottico (UVOT) di Swift ha catturato la supernova e la sua galassia ospite.
Sorprendentemente, SN 2014J può essere visto su immagini scattate fino a una settimana prima che qualcuno notasse la sua presenza. È stato solo quando Steve Fossey e i suoi studenti dell'Osservatorio dell'Università di Londra hanno immaginato la galassia durante un breve seminario che la supernova è venuta alla luce.
Sebbene l'esplosione sia insolitamente vicina, la luce della supernova è attenuata da spesse nuvole di polvere nella sua galassia, che possono ridurre leggermente la sua apparente luminosità di picco.
"La polvere interstellare diffonde preferibilmente la luce blu, motivo per cui UVOT di Swift vede SN 2014J brillantemente nella luce visibile e quasi ultravioletta, ma a malapena a lunghezze d'onda medio-ultraviolette", ha affermato Peter Brown, un astrofisico della Texas A&M University che guida un team usando Rapido per ottenere osservazioni ultraviolette di supernovae.
Tuttavia, questa supernova super-stretta offre agli astronomi un'importante opportunità per studiare come la polvere interstellare influenza la sua luce. Come classe, le supernove di tipo Ia esplodono con una luminosità intrinseca notevolmente simile, una proprietà che le rende utili "candele standard" - alcuni dicono "bombe standard" - per esplorare l'universo distante.

Quanti tipi di supernova conosciamo? 

Una supernova di tipo Ia rappresenta la distruzione totale di una stella nana bianca in uno dei due possibili scenari. In uno, il nano bianco orbita attorno a una stella normale, estrae un flusso di materia da esso e guadagna massa fino a raggiungere una soglia critica ed esplode. Nell'altro, l'esplosione si verifica quando due nane bianche in un sistema binario alla fine si muovono a spirale verso l'interno e si scontrano.
Ad ogni modo, l'esplosione produce un guscio surriscaldato di plasma che si espande verso l'esterno nello spazio a decine di milioni di miglia all'ora. Gli elementi radioattivi di breve durata formati durante l'esplosione mantengono il guscio caldo mentre si espande. L'interazione tra dimensione della calotta, trasparenza e riscaldamento radioattivo determina quando la supernova raggiunge il picco di luminosità. Gli astronomi si aspettano che SN 2014J continui a brillare nella prima settimana di febbraio, quando sarà visibile sul binocolo.M82, noto anche come Galaxy Cigar, si trova nella costellazione dell'Orsa Maggiore ed è un obiettivo popolare per i piccoli telescopi. M82 sta vivendo un potente episodio di formazione stellare che lo rende molte volte più luminoso della nostra galassia della Via Lattea e spiega il suo aspetto insolito e fotogenico. Esplosioni spettacolari.
Gli astronomi hanno scoperto prove di esplosioni innescate da stelle morte che si scontrano con stelle vive, possibile prova di un nuovo tipo di supernova. Le supernova sono esplosioni gigantesche che possono verificarsi quando le stelle muoiono. Queste esplosioni possono eclissare brevemente tutti gli altri soli nelle galassie di queste stelle, rendendole visibili da metà del cosmo. Per decenni, i ricercatori hanno catralogato due principali tipi di supernova. Grandi stelle più di 10 volte la massa del sole collassano nei loro centri quando i loro nuclei bruciano tutto il loro combustibile, facendo esplodere gli strati esterni e lasciando dietro di sé un residuo stellare come una stella di neutroni o un buco nero. Al contrario, le stelle meno di otto volte la massa del sole si esauriscono nel tempo, lasciando dietro di sé un nucleo denso noto come nana bianca, e questi resti possono assorbire carburante dalle stelle compagne fino a quando non esplodono in un'esplosione termonucleare.
Tuttavia, gli scienziati hanno suggerito che potrebbero esistere altri tipi di supernova. Ad esempio, la maggior parte delle stelle con più di otto masse solari nasce in orbite ravvicinate alle stelle compagne. I membri più pesanti di queste coppie potrebbero morire prima come supernova, lasciandosi dietro una stella di neutroni o un buco nero che può teoricamente avvicinarsi alla sua compagna e scontrarsi, innescando una supernova.
Ora gli astronomi potrebbero aver scoperto i segni di una supernova con collasso del nucleo innescata dalla fusione. Utilizzando i dati del Very Large Array Sky Survey (VLASS), un progetto che analizza il cielo notturno alla ricerca di esplosioni radio, i ricercatori hanno rilevato un bagliore estremamente luminoso di onde radio, soprannominato VT J121001+4959647, avvenuto nel 2017. Questa esplosione non era presente nelle precedenti indagini radio ed è legato alla supernova più radio-luminosa mai rilevata.

Una supernova nel cuore della Via Lattea 

Nella Via Lattea si trovano i resti di una rara esplosione stellare, la prima del genere nella nostra galassia: identificati con il nome Sagittarius A East (Sgr A East), si trovano vicino al buco nero supermassiccio Sagittarius A* e potrebbero svelare come alcune stelle si frantumano disseminando elementi preziosi per la vita. Attraverso il telescopio Hubble un team internazionale di ricercatori ha potuto studiare alcune immagini che hanno documentato la scomparsa di una stella lontana 35 milioni di anni luce dalla Terra. Questa stella gigante però mostrava una caratteristica mai vista fino ad oggi, ovvero l'assenza totale di idrogeno sul suo strato esterno. Lo studio della Sgr A East suggerisce che non ci troviamo di fronte a una comune supernova (di tipo Ia) dovuta all'esplosione di una stella massiccia, come era stato ipotizzato in precedenza. L'insolita morte di questo corpo celeste avrebbe dato vita alla supernova SN 2019yvr che si ritrova priva di questo elemento. Si tratterebbe con tutta probabilità di una rara supernova (di tipo Iax) provocata dall'esplosione di una nana bianca (cioè una piccola stella a secco di carburante come sarà il nostro Sole a fine vita) che produce esplosioni meno potenti, disseminando differenti quantità di elementi chimici come ferro, nichel e cromo. Dai modelli simulati dagli scienziati ne emerge che dopo l'esplosione la stella sia avvolta da idrogeno, mentre invece osservando la supernova che si è creata non v'è traiaccia di idrogeno. Questo al  momento dovrebbe essere fisicamente impossibile e da luogo a diverse teorie ma l'evento fa riflettere e riscrive, con tutta probabilità, quello che sappiamo su come si comportano le stelle in punto di morte. In quel momento, le stelle subiscono eruzioni catastrofiche, che le fanno perdere massa prima di un'esplosione. Se la stella, come sembra, stava avendo queste eruzioni, probabilmente ha espulso il suo idrogeno diversi decenni prima che esplodesse. Le supernovae di tipo Iax sono già state osservate in altre galassie, dove il loro numero è pari a circa un terzo di quelle di tipo Ia. Nella Via Lattea finora sono state confermate tre supernovae di tipo Ia e due candidate con meno di 2.000 anni (età in cui i resti dell'esplosione sono ancora relativamente luminosi). Se Sgr A East avesse meno di 2.000 anni e derivasse da una supernova di tipo Iax, allora questa scoperta dimostrerebbe che anche la nostra galassia è in linea con quanto osservato nelle altre.
fonte: Charles Kilpatrick, ricercatore post-dottorato presso la Northwestern University in Illinois
 

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