La polvere cosmica, come la polvere sulla Terra, comprende raggruppamenti di molecole che si sono condensate e attaccate insieme in un granello. Ma l’esatta natura della creazione della polvere nell’universo è rimasta a lungo un mistero. Ora, però, un team internazionale di astronomi provenienti da Cina, Stati Uniti, Cile, Regno Unito, Spagna, ecc., ha fatto una scoperta significativa identificando una fonte di polvere precedentemente sconosciuta nell’universo:una supernova di tipo 1a che interagisce con gas dall'ambiente circostante.
Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy il 9 febbraio ed è stato guidato dal Prof. Wang Lingzhi del Centro Sudamerica per l'Astronomia dell'Accademia Cinese delle Scienze.
È noto che le supernovae svolgono un ruolo nella formazione della polvere e, ad oggi, la formazione della polvere è stata osservata solo nelle supernove con collasso del nucleo, ovvero l'esplosione di stelle massicce. Poiché le supernovae con collasso del nucleo non si verificano nelle galassie ellittiche, la natura della creazione di polvere in tali galassie è rimasta sfuggente.
Queste galassie non sono organizzate secondo uno schema a spirale come la nostra Via Lattea ma sono giganteschi sciami di stelle. Questo studio mostra che le supernove termonucleari di tipo 1a, l'esplosione di stelle nane bianche in sistemi binari con un'altra stella, possono rappresentare una quantità significativa di polvere in queste galassie.
I ricercatori hanno monitorato una supernova, SN 2018evt, per oltre tre anni utilizzando strutture spaziali come il telescopio spaziale Spitzer della NASA e le missioni NEOWISE, strutture a terra come la rete globale di telescopi dell’Osservatorio Las Cumbres e altre strutture in Cina, Sud America, e Australia. Hanno scoperto che la supernova si imbatteva in materiale precedentemente espulso da una o entrambe le stelle nel sistema binario prima che la stella nana bianca esplodesse, e la supernova inviava un'onda d'urto in questo gas preesistente.
Durante più di mille giorni di monitoraggio della supernova, i ricercatori hanno notato che la sua luce ha iniziato a attenuarsi precipitosamente nelle lunghezze d’onda ottiche che i nostri occhi possono vedere, per poi iniziare a brillare più intensamente nella luce infrarossa. Questo era un segno rivelatore del fatto che la polvere si stava creando nel gas circumstellare dopo che si era raffreddato in seguito all'onda d'urto della supernova che lo attraversava.
"Le origini della polvere cosmica sono state a lungo un mistero. Questo studio segna la prima individuazione di un processo significativo e rapido di formazione della polvere nella supernova termonucleare che interagisce con il gas circumstellare", ha affermato il Prof. Wang, primo autore dello studio.
Lo studio ha stimato che una grande quantità di polvere deve essere stata creata da questo evento di supernova, una quantità pari a oltre l'1% della massa del sole. Man mano che la supernova si raffredda, la quantità di polvere creata dovrebbe aumentare, forse dieci volte. Anche se queste fabbriche di polvere non sono così numerose o efficienti come le supernove a collasso del nucleo, potrebbero essercene abbastanza di queste supernove termonucleari che interagiscono con l'ambiente circostante per essere una fonte significativa o addirittura dominante di polvere nelle galassie ellittiche.
"Questo studio offre approfondimenti sul contributo delle supernove termonucleari alla polvere cosmica, e ci si può aspettare che altri eventi simili vengano trovati nell'era del James Webb Space Telescope (JWST)", ha affermato il prof. Wang Lifan della Texas A&M University, una co-primo autore dello studio. Il telescopio Webb vede la luce infrarossa perfetta per il rilevamento della polvere.
"La creazione di polvere è semplicemente il gas che diventa abbastanza freddo da condensarsi", ha affermato il prof. Andy Howell dell'Osservatorio di Las Cumbres e dell'Università della California a Santa Barbara. Howell è il ricercatore principale del progetto Global Supernova i cui dati sono stati utilizzati nello studio. "Un giorno quella polvere si condenserà in planetesimi e, infine, in pianeti. Questa è la creazione che ricomincia sulla scia della morte stellare. È emozionante comprendere un altro anello nel cerchio della vita e della morte nell'universo."
Ulteriori informazioni: Polvere appena formata nell'ambiente circumstellare di SN Ia-CSM 2018evt, Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02197-9. Su arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2310.14874
Informazioni sul giornale: arXiv , Astronomia naturale
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
