L’illustrazione di questo artista pubblicata dall’Osservatorio Europeo Australe il 6 gennaio 2014 mostra la supernova 1987A, basata su dati reali con le fredde regioni interne dei resti della stella esplosa.
©FOTO AFP / ESO / ALMA / NAOJ / NRAO / ALEXANDRA ANGELICH
Supernova
I ricercatori della Northwestern Illinois University e dell’Università dello Utah hanno scoperto la causa dell’esplosione di luce più brillante mai registrata. Secondo uno studio pubblicato su Nature Astronomy, una stella al centro di una galassia distante 2,4 miliardi di anni luce ha causato un’esplosione di luce 100 volte più luminosa di qualsiasi cosa registrata nell’universo.
Atlantico: Nel 2022 è stato osservato un raggio di luce impressionante. Questo raggio proviene dall’esplosione di una supernova. Se questo tipo di esplosione è nota, perché proprio questo fenomeno ha tanto impressionato la comunità scientifica, in particolare i ricercatori della Northwestern University of Illinois e dell’Università dello Utah che hanno appena pubblicato un nuovo studio?
Olivier Sanguy: Questo “raggio di luce” è stato notato a causa della sua intensità nella radiazione gamma. Osservato nell’ottobre 2022, il fenomeno è durato 7 minuti ed è stato caratterizzato da un’intensità 100 volte maggiore di quanto misurato in precedenza. Eventi di raggi gamma di questo tipo, legati a una supernova, non sono eccezionali. È proprio la grandezza osservata ad essere vera. Fortunatamente, il coordinamento degli osservatori a livello internazionale ha permesso di dirigere diversi telescopi, tra cui il James Webb Space Telescope, verso la sorgente interessata per accumulare i dati.
In teoria, questo tipo di esplosione aiuta a creare metalli preziosi come l’oro. Ma in questo caso questi elementi non sono stati rispettati. In che modo questo crea un nuovo mistero?
Bisogna innanzitutto ricordare che, durante il Big Bang, gli unici atomi formatisi erano quelli più leggeri, cioè elio e deuterio (isotopo dell’idrogeno) con un po’ di litio e berillio. Questo è chiamato nucleosintesi primordiale. Il problema è che siamo circondati e costituiti da elementi “più pesanti” come ferro, ossigeno o carbonio. Sappiamo che si sono forgiati grazie a reazioni nucleari all’interno delle stelle che li hanno dispersi esplodendo. Da qui l’esatta espressione che siamo fatti di polvere di stelle. Questa è la nucleosintesi stellare. Tuttavia, questi due meccanismi non spiegano tutti gli elementi. Esiste la spallazione cosmica (azione della radiazione cosmica che produce alcuni elementi come il boro) e soprattutto la nucleosintesi esplosiva, di cui parli nella tua domanda. Le condizioni specifiche di una supernova consentono quindi la creazione di zolfo, potassio, cromo, cobalto o nichel. L’elenco non è esaustivo. Per quanto riguarda l’oro o altri metalli pesanti come il platino o l’uranio, ci si orienta verso l’estremità delle stelle più estreme in modo da fornire le condizioni necessarie e non solo la “comune” supernova. Il mistero del lampo di raggi gamma dell’ottobre 2022 è che la stella colpita dall’esplosione non mostra tracce di oro o altri metalli che teoricamente associamo a un evento così forte.
Rimane un altro mistero, l’esplosione non è stata così potente come immaginato in base ai raggi gamma registrati. In che modo tutto ciò mette alla prova la nostra comprensione dell’astronomia?
In effetti, gli astronomi ritengono che la potenza della radiazione gamma (100 volte superiore alle misurazioni abituali, ricordiamolo) non è necessariamente legata all’importanza della supernova. Prima possibilità, un tale flash gamma potrebbe aver avuto una sorgente diversa dalla supernova. Ciò sarebbe quindi banale e l’assenza di oro o altri metalli pesanti non sorprende. Un’idea avanzata da Peter Blanchard della Northwestern University negli Stati Uniti. Un’altra possibilità, spiegata anche da Tanmoy Laskar dell’Università dello Utah negli Stati Uniti, risiede nella concentrazione del getto di luce in questione. Si basa sul confronto con una torcia il cui flusso di luce può essere concentrato. Se lo punti direttamente negli occhi, la lucentezza sembra molto più forte. Eventi di raggi gamma come quello dell’ottobre 2022 sono associati a getti di particelle. Se fosse concentrato e diretto verso la Terra, comprendiamo la sua elevata magnitudine senza la necessità di una supernova estrema. I due scienziati citati hanno partecipato allo studio dell’evento dell’ottobre 2022. La loro conclusione è che dobbiamo continuare a osservare le supernove per consolidare o eventualmente mettere in discussione i meccanismi e i livelli di energia necessari per la creazione di metalli pesanti.
