I ricercatori del Weizmann Institute of Science hanno ora fatto grandi progressi nella comprensione di questi affascinanti fenomeni. Utilizzando più telescopi, incluso l'Osservatorio WM Keck a Maunakea, sull'isola Hawai'i, sono stati in grado di raccogliere dati da una supernova irripetibile chiamata SN 2023ixf. I loro risultati sono pubblicati nell'edizione odierna della rivista Nature .

Fino a poco tempo fa, le supernovae erano considerate rare e nella Via Lattea si verificavano eventi noti al massimo una volta al secolo, illuminando il cielo notturno con l'intensità di 100 milioni di soli; l'ultima esplosione osservabile nella nostra galassia è avvenuta centinaia di anni fa.

Da allora, i progressi nella tecnologia dei telescopi hanno contribuito a identificare le supernove nelle galassie distanti, fornendo più dati di quanto fosse possibile in precedenza. Tuttavia, lo stesso problema persiste; poiché le esplosioni non possono essere previste, gli astrofisici sono come gli archeologi spaziali, che di solito arrivano sulla scena dopo l'evento e cercano di mettere insieme le informazioni dai resti.

"Questo è ciò che rende diversa questa particolare supernova", afferma Ph.D. studente Erez Zimmerman del gruppo del Prof. Avishay Gal-Yam a Weizmann. "Siamo stati in grado, per la prima volta, di seguire da vicino una supernova mentre la sua luce emergeva dal materiale circumstellare in cui era incorporata la stella in esplosione."

La scoperta equivaleva a giungere sul luogo del delitto mentre il delitto era ancora in corso.

Gli scienziati ammettono di essere stati fortunati. Il team di Gal-Yam ha fatto domanda per un periodo di ricerca sul telescopio spaziale Hubble della NASA, sperando di raccogliere dati spettrali ultravioletti (UV) su qualsiasi supernova che interagisce con il suo ambiente. Invece, hanno avuto la possibilità di osservare in tempo reale una delle supernovae più vicine degli ultimi decenni:una supergigante rossa che esplode in una galassia vicina chiamata Messier 101, conosciuta anche come la galassia Girandola.

Il team ha scoperto SN 2023ixf un venerdì, l'inizio del fine settimana in Israele e subito prima del fine settimana allo Space Telescope Science Institute di Baltimora, il centro operativo del telescopio Hubble. A complicare ulteriormente le cose, è avvenuto due giorni prima del matrimonio di Zimmerman. Il team ha perseverato e venerdì ha lavorato tutta la notte, consegnando le misurazioni necessarie alla NASA appena in tempo.

"È molto raro, come scienziato, dover agire così rapidamente", afferma Gal-Yam. "La maggior parte dei progetti scientifici non vengono realizzati nel cuore della notte, ma si è presentata l'opportunità e non abbiamo avuto altra scelta che rispondere di conseguenza."

Non solo sono riusciti a far sì che Hubble assumesse le coordinate e l'angolazione giuste per registrare i dati necessari, ma a causa della relativa vicinanza dell'esplosione, si è scoperto che Hubble aveva già effettuato registrazioni in questo settore dell'universo molte volte in precedenza. Passando agli archivi della NASA, il team di Gal-Yam e molti altri gruppi sono stati in grado di acquisire dati precedenti alla scomparsa della stella, quando era ancora solo una supergigante rossa nelle sue fasi finali di vita, creando così il ritratto più completo di una supernova. mai:un insieme dei suoi ultimi giorni e della sua morte.

Le osservazioni di SN 2023ixf consistevano in dati UV e raggi X provenienti dai satelliti Hubble e Swift della NASA, nonché da molti dei migliori telescopi di tutto il mondo.

Ciò includeva spettri catturati utilizzando tre strumenti dell'Osservatorio Keck:il Keck Cosmic Web Imager (KCWI), il Deep Imaging and Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) e lo spettrometro per immagini a bassa risoluzione (LRIS), con ciascuno strumento che offre una visione unica della supernova. e come è cambiato nel tempo.

La raccolta di dati spaziali e terrestri di alta qualità ha permesso ai ricercatori di mappare i due strati esterni della stella in esplosione e di avanzare un'ipotesi straordinaria.

"I calcoli del materiale circumstellare emesso nell'esplosione, così come la densità e la massa di questo materiale prima e dopo la supernova, creano una discrepanza, il che rende molto probabile che la massa mancante sia finita in un buco nero formatosi successivamente. dell'esplosione, qualcosa che di solito è molto difficile da determinare," dice Ph.D. studente Ido Irani della squadra di Gal-Yam.

"Le stelle si comportano in modo molto irregolare durante i loro anni da senior", afferma Gal-Yam. "Diventano instabili e di solito non possiamo essere sicuri di quali processi complessi avvengano al loro interno perché avviamo sempre il processo forense dopo l'accaduto, quando gran parte dei dati è già andata perduta."

"Questo studio rappresenta un'opportunità unica per comprendere meglio i meccanismi che portano alla conclusione della vita di una stella e all'eventuale formazione di qualcosa di completamente nuovo", ha affermato Zimmerman.

Gli scienziati potrebbero non scoprire mai cosa accadrà alla materia che componeva l’ex supergigante rossa di Messier 101. Tuttavia, le fasi successive della supernova sono in corso e stanno ancora arrivando nuovi dati, il che significa che questo studio, insieme agli studi di follow-up di SN 2023ixf, potrebbe fornire maggiori informazioni su questi eventi esplosivi.