I fisici spesso si rivolgono all'instabilità di Rayleigh-Taylor per spiegare perché si formano strutture fluide nei plasmi, ma questa potrebbe non essere la storia completa quando si tratta dell'anello di grumi di idrogeno attorno alla supernova 1987A, suggerisce una ricerca dell'Università del Michigan.
In uno studio pubblicato su Physical Review Letters , il team sostiene che l'instabilità del Corvo spiega meglio il "filo di perle" che circonda i resti della stella, facendo luce su un mistero astrofisico di vecchia data.
"La parte affascinante di questo è che lo stesso meccanismo che interrompe le scie degli aerei potrebbe essere in gioco qui", ha detto Michael Wadas, autore corrispondente dello studio e studente laureato in ingegneria meccanica all'epoca del lavoro.
Nelle scie a getto, l'instabilità del corvo crea interruzioni nella linea liscia delle nuvole a causa del flusso d'aria a spirale che esce dall'estremità di ciascuna ala, noto come vortici dell'estremità dell'ala. Questi vortici confluiscono l'uno nell'altro, creando degli spazi vuoti, qualcosa che possiamo vedere a causa del vapore acqueo nello scarico. E l'instabilità del corvo può fare qualcosa che Rayleigh-Taylor non poteva:prevedere il numero di grumi osservati attorno al resto.
"L'instabilità di Rayleigh-Taylor potrebbe indicare che potrebbero esserci dei grumi, ma sarebbe molto difficile estrarne un numero", ha detto Wadas, che ora è uno studioso post-dottorato presso il California Institute of Technology.
La supernova 1987A è tra le esplosioni stellari più famose perché è relativamente vicina alla Terra, a 163.000 anni luce di distanza, e la sua luce raggiunse la Terra in un momento in cui esistevano sofisticati osservatori per testimoniare la sua evoluzione. È la prima supernova visibile a occhio nudo dai tempi della supernova di Keplero nel 1604, il che lo rende un evento astrofisico incredibilmente raro che ha svolto un ruolo enorme nel plasmare la nostra comprensione dell'evoluzione stellare.
Anche se si sa ancora molto sulla stella esplosa, si ritiene che l'anello di gas che circondava la stella prima dell'esplosione provenisse dalla fusione di due stelle. Quelle stelle rilasciano idrogeno nello spazio circostante quando diventano una gigante blu decine di migliaia di anni prima della supernova. Quella nube di gas a forma di anello è stata poi colpita dal flusso di particelle cariche ad alta velocità provenienti dalla gigante blu, noto come vento stellare. Si ritiene che i grumi si siano formati prima che la stella esplodesse.
I ricercatori hanno simulato il modo in cui il vento spinge la nuvola verso l’esterno trascinandola anche in superficie, con la parte superiore e inferiore della nuvola che vengono spinte fuori più velocemente del centro. Ciò fece sì che la nuvola si accartocciasse su se stessa, innescando l'instabilità del Corvo e provocandone la rottura in grumi abbastanza uniformi che diventarono il filo di perle. La previsione di 32 è molto vicina ai 30-40 ammassi osservati attorno al resto della supernova 1987A.
"Questo è uno dei motivi principali per cui riteniamo che questa sia l'instabilità di Crow", ha affermato Eric Johnsen, professore di ingegneria meccanica della UM e autore senior dello studio.
Il team ha visto indizi che l'instabilità di Crow potrebbe predire la formazione di più anelli di perline attorno alla stella, più lontani dall'anello che appare più luminoso nelle immagini del telescopio. Sono stati lieti di vedere che sembrano apparire più grumi nell'inquadratura della fotocamera nel vicino infrarosso del James Webb Space Telescope, rilasciata nell'agosto dello scorso anno, ha spiegato Wadas.
Il team ha anche suggerito che l'instabilità Crow potrebbe essere in gioco quando la polvere attorno a una stella si deposita sui pianeti, anche se sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare questa possibilità.
Coautori dello studio sono William White e Aaron Towne, rispettivamente uno studente laureato e un assistente professore di ingegneria meccanica; e Heath LeFevre e Carolyn Kuranz, rispettivamente ricercatore e professore associato di ingegneria nucleare e scienze radiologiche; tutto alla UM.
Ulteriori informazioni: Michael J. Wadas et al, Meccanismo idrodinamico per l'aggregazione lungo gli anelli equatoriali di SN1987A e altre stelle, Lettere di revisione fisica (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.111201
Fornito dall'Università del Michigan
