Gli astronomi sono ora in una posizione migliore per interpretare le osservazioni dei resti di supernova grazie alle simulazioni al computer di questi eventi catastrofici da parte degli astrofisici RIKEN.

Quando muoiono certi tipi di stelle, escono in un tripudio di gloria, un'esplosione incredibilmente potente nota come supernova. Una delle forme più comuni di supernova, tipo Ia, inizia con una densa nana bianca che ha bruciato il suo combustibile a idrogeno. La materia che fluisce da una stella compagna può innescare una reazione di fusione nucleare incontrollata nella nana, innescando una massiccia conflagrazione che crea molti degli elementi più pesanti nell'Universo. Questi sono scagliati verso l'esterno in una nuvola luminosa conosciuta come un residuo, che porta l'impronta dell'esplosione.

Gilles Ferrand del RIKEN Astrophysical Big Bang Laboratory e colleghi in Giappone e Germania hanno sviluppato simulazioni al computer tridimensionali che ricreano le supernove. Le loro simulazioni prevedono due fasi:la prima modella l'esplosione della supernova stessa, mentre il secondo lo usa come input per un modello del resto di supernova. "Il nostro obiettivo è esplorare come diverse condizioni di esplosione producono resti con forme e composizioni caratteristiche, simili a quelli che osserviamo nella nostra Galassia, " spiega Ferrando.

Le ultime simulazioni del team si concentrano su due aspetti delle supernovae:come l'esplosione si accende all'interno di una nana bianca, e come la combustione squarcia la stella. L'accensione può iniziare in pochi punti all'interno della nana bianca, oppure può essere attivato in più punti contemporaneamente. Nel frattempo, la combustione potrebbe essere una deflagrazione, un fuoco turbolento che si muove più lentamente della velocità locale del suono, oppure potrebbe comportare una deflagrazione seguita da una detonazione supersonica.

Mettendo insieme queste opzioni in modi diversi, i ricercatori hanno prodotto quattro modelli di resti di supernova. "Ogni modello ha le sue proprietà distintive, " dice Ferrand. Ad esempio, una supernova con pochi punti di accensione e un'esplosione di deflagrazione ha prodotto un residuo con un guscio simmetrico che è stato spostato dal centro dell'esplosione. In contrasto, una simulazione che ha coinvolto pochi punti di accensione e una detonazione ha prodotto un residuo in cui metà del guscio esterno era spessa il doppio dell'altra metà. I resti delle simulazioni di deflagrazione presentavano anche "cuciture" inaspettate di materiale più denso.

Questi risultati suggeriscono che il momento migliore per vedere l'impronta di una supernova sul suo residuo è entro circa 100-300 anni dopo l'esplosione. Questa impronta è visibile più a lungo nelle supernove con meno punti di accensione, e tutti i resti nelle simulazioni sono diventati complessivamente sferici entro 500 anni. Questi risultati guideranno gli astronomi nell'interpretazione delle osservazioni dei resti di supernova.