Gli astronomi hanno utilizzato il veicolo spaziale XMM-Newton dell'ESA per studiare il plasma ricombinante sovraionizzato in un residuo di supernova (SNR) noto come IC 443. I risultati di questa ricerca, pubblicato il 12 agosto su arXiv.org, fornire informazioni essenziali sull'origine di questo plasma nel SNR studiato.

I SNR sono diffusi, strutture in espansione risultanti da un'esplosione di supernova. Contengono materiale espulso che si espande dall'esplosione e altro materiale interstellare che è stato travolto dal passaggio dell'onda d'urto dalla stella esplosa.

Gli studi sui resti di supernova sono importanti per gli astronomi, poiché svolgono un ruolo chiave nell'evoluzione delle galassie, disperdendo gli elementi pesanti prodotti nell'esplosione della supernova e fornendo l'energia necessaria per riscaldare il mezzo interstellare (ISM). Si ritiene inoltre che gli SNR siano responsabili dell'accelerazione dei raggi cosmici galattici.

IC 443 è un SNR a collasso del nucleo galattico con un diametro di circa 50 minuti d'arco e appartiene all'associazione GEM OB1 a una distanza di circa 4, 900 anni luce. Il SNR mostra una morfologia a conchiglia nella banda radio e un'emissione di raggi X termici a riempimento centrale.

Le osservazioni mostrano che IC 443 sembra essere costituito da due subshell quasi sferici interconnessi di raggi e centroidi diversi. Risulta anche avere un ambiente abbastanza complesso in quanto interagisce con una nube molecolare nelle aree nord-ovest e sud-est e con una nube atomica nel nord-est.

IC 443 è percepito come uno degli SNR più importanti per gli studi sul cosiddetto plasma ricombinante iperionizzato (RP). Recenti osservazioni a raggi X hanno svelato l'esistenza di plasmi in uno stato dominante di ricombinazione in una dozzina di SNR. Tali plasmi hanno un grado di ionizzazione superiore a quello previsto nell'equilibrio di ionizzazione collisionale, quindi sono stati soprannominati plasmi ricombinanti sovraionizzati.

Un team di astronomi guidato da Hiromichi Okon dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge, Massachusetts, ha deciso di osservare l'emissione di raggi X da IC 443 utilizzando la European Photon Imaging Camera (EPIC) di XMM-Newton. Lo scopo principale di queste osservazioni era quello di studiare il plasma ricombinante sovraionizzato in questo SNR, che potrebbe aiutare gli astronomi a comprendere meglio l'origine fisica degli RP in generale.

Lo studio ha scoperto che gli RP nelle regioni che interagiscono con dense nubi molecolari in IC 443 tendono ad avere una temperatura degli elettroni più bassa e tempi di ricombinazione inferiori. Sulla base del calcolo della frazione di carica per gli ioni, questa scoperta suggerisce che gli RP in queste posizioni sono più raffreddati e più fortemente sovraionizzati.

Gli astronomi hanno notato che le proprietà osservate degli RP in IC 443 potrebbero essere spiegate da un rapido raffreddamento tramite conduzione termica. Hanno aggiunto che un risultato simile è stato riportato per SNR W44, in cui l'evaporazione del gas grumoso incorporato nel plasma caldo provoca il rapido raffreddamento.

Secondo il giornale, l'altra ipotesi che potrebbe spiegare l'eccessiva ionizzazione è che sia stata causata dalla ionizzazione dei protoni. Però, gli astronomi sfavoriscono questo scenario in quanto tale bombardamento di protoni è difficile da spiegare le proprietà osservate degli RP in IC 443.

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