Solo per la seconda volta in assoluto, gli astrofisici hanno individuato uno spettacolare lampo di luce ultravioletta (UV) che accompagna l'esplosione di una nana bianca.

Un tipo estremamente raro di supernova, l'evento è pronto a offrire spunti su diversi misteri di vecchia data, compreso ciò che fa esplodere le nane bianche, come l'energia oscura accelera il cosmo e come l'universo crea metalli pesanti, come il ferro.

"Il flash UV ci sta dicendo qualcosa di molto specifico su come è esplosa questa nana bianca, " ha detto l'astrofisico della Northwestern University Adam Miller, che ha condotto la ricerca. "Come il tempo passa, il materiale esploso si allontana dalla sorgente. Mentre quel materiale si assottiglia, possiamo vedere sempre più in profondità. Dopo un anno, il materiale sarà così sottile che vedremo fino al centro dell'esplosione."

A quel punto, Miller ha detto, la sua squadra saprà di più su come questa nana bianca, e tutte le nane bianche, che sono resti densi di stelle morte, esplodono.

Il documento sarà pubblicato il 23 luglio su The Giornale Astrofisico .

Miller è membro del Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA) della Northwestern e direttore del Legacy Survey of Space and Time (LSST) Corporation Data Science Fellowship Program.

Evento comune con un tocco raro

Utilizzando lo Zwicky Transient Facility in California, i ricercatori hanno individuato per la prima volta la peculiare supernova nel dicembre 2019, appena un giorno dopo l'esplosione. L'evento, soprannominato SN2019yvq, si è verificato in una galassia relativamente vicina situata a 140 milioni di anni luce dalla Terra, molto vicino alla coda della costellazione del Draco a forma di drago.

Entro poche ore, gli astrofisici hanno utilizzato l'Osservatorio Neil Gehrels Swift della NASA per studiare il fenomeno nelle lunghezze d'onda dell'ultravioletto e dei raggi X. Hanno immediatamente classificato SN2019yvq come una supernova di tipo Ia (pronunciato "uno-A"), un evento abbastanza frequente che si verifica quando esplode una nana bianca.

"Queste sono alcune delle esplosioni più comuni nell'universo, " ha detto Miller. "Ma ciò che è speciale è questo flash UV. Gli astronomi l'hanno cercato per anni e non l'hanno mai trovato. Per quello che ci risulta, questa è in realtà solo la seconda volta che un lampo UV è stato visto con una supernova di tipo Ia".

Mistero riscaldato

Il raro lampo, che durò un paio di giorni, indica che qualcosa all'interno o nelle vicinanze della nana bianca era incredibilmente caldo. Perché le nane bianche diventano sempre più fredde man mano che invecchiano, l'afflusso di calore perplesso astronomi.

"Il modo più semplice per creare luce UV è avere qualcosa di molto, molto caldo, "Ha detto Miller. "Abbiamo bisogno di qualcosa che sia molto più caldo del nostro Sole, un fattore tre o quattro volte più caldo. La maggior parte delle supernove non è così calda, quindi non si ottiene la radiazione UV molto intensa. È successo qualcosa di insolito con questa supernova che ha creato un fenomeno molto caldo".

Miller e il suo team credono che questo sia un indizio importante per capire perché esplodono le nane bianche, che è stato un mistero di lunga data nel campo. Attualmente, ci sono più ipotesi concorrenti. Miller è particolarmente interessato ad esplorare quattro diverse ipotesi, che corrispondono all'analisi dei dati della sua squadra da SN2019yvq.

Potenziali scenari che potrebbero far esplodere una nana bianca con un flash UV:

1. Una nana bianca consuma la sua stella compagna e diventa così grande e instabile da esplodere. I materiali della nana bianca e della stella compagna si scontrano, provocando un lampo di emissione UV;
2. Il materiale radioattivo estremamente caldo nel nucleo della nana bianca si mescola con i suoi strati esterni, facendo sì che il guscio esterno raggiunga temperature più elevate del solito;
3. Uno strato esterno di elio accende il carbonio all'interno della nana bianca, causando una doppia esplosione estremamente calda e un flash UV;
4. Due nane bianche si fondono, innescando un'esplosione con materiale espulso in collisione che emette radiazioni UV.

"Entro un anno, "Miller ha detto, "saremo in grado di capire quale di queste quattro è la spiegazione più probabile".

Approfondimenti sconvolgenti

Una volta che i ricercatori sapranno cosa ha causato l'esplosione, applicheranno queste scoperte per saperne di più sulla formazione dei pianeti e sull'energia oscura.

Poiché la maggior parte del ferro nell'universo è creato da supernove di tipo Ia, una migliore comprensione di questo fenomeno potrebbe dirci di più sul nostro pianeta. Ferro da stelle esplose, Per esempio, formò il nucleo di tutti i pianeti rocciosi, compresa la Terra.

"Se vuoi capire come si è formata la Terra, devi capire da dove viene il ferro e quanto ferro era necessario, "Ha detto Miller. "Comprendere i modi in cui esplode una nana bianca ci dà una comprensione più precisa di come il ferro viene creato e distribuito in tutto l'universo".

Illuminante Energia Oscura

Le nane bianche giocano già un ruolo enorme anche nell'attuale comprensione dell'energia oscura da parte dei fisici. I fisici prevedono che le nane bianche hanno tutte la stessa luminosità quando esplodono. Quindi le supernove di tipo Ia sono considerate "candele standard, " permettendo agli astronomi di calcolare esattamente quanto distano le esplosioni dalla Terra. L'uso delle supernove per misurare le distanze ha portato alla scoperta dell'energia oscura, una scoperta riconosciuta con il Premio Nobel 2011 per la Fisica.

"Non abbiamo un modo diretto per misurare la distanza da altre galassie, " ha spiegato Miller. "La maggior parte delle galassie si stanno effettivamente allontanando da noi. Se c'è una supernova di tipo Ia in una galassia lontana, possiamo usarlo per misurare una combinazione di distanza e velocità che ci permette di determinare l'accelerazione dell'universo. L'energia oscura rimane un mistero. Ma queste supernove sono il modo migliore per sondare l'energia oscura e capire di cosa si tratta".

E comprendendo meglio le nane bianche, Miller crede che potremmo potenzialmente capire meglio l'energia oscura e quanto velocemente fa accelerare l'universo.

"Al momento, quando si misurano le distanze, trattiamo tutte queste esplosioni allo stesso modo, tuttavia abbiamo buone ragioni per credere che ci siano più meccanismi di esplosione, " ha detto. "Se possiamo determinare l'esatto meccanismo di esplosione, pensiamo di poter separare meglio le supernove e fare misurazioni della distanza più precise".