Un tipo di supernove, due origini diverse

© NASA/CXC/Rutgers/K.Eriksen et al; DSS

Da sempre, gli astronomi usano le supernove di Tipo Ia come "unità di misura" per l'Universo. Esse sono come delle candele cosmiche: sono cioè facili da vedere anche a grandi distanze e la loro luminosità è in tutti i casi molto simile, e per questo possiamo metterle a confronto con altri oggetti celesti. Le supernove di Tipo Ia ci hanno inoltre aiutato a scoprire l'energia oscura, e nel 2011 il premio Nobel per la fisica è stato attribuito alla scoperta dell'accelerazione dell'Universo, realizzata osservando proprio questo tipo di supernove. A questo punto, potrete credere che le conosciamo benissimo, ma la realtà è ben diversa e imbarazzante: non sappiamo nemmeno la loro origine.
Fino ad oggi, i modelli più diffusi sulla loro origine erano due, ed essi sostenevano ciascuno una teoria diversa. Ora, un nuovo studio potrebbe porre fine a questa piccola battaglia, suggerendo che entrambi i modelli sono corretti.

«Studi precedenti hanno portato a risultati in conflitto tra di loro» ha commentato Ryan Foley dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. «Ma i conflitti scompaiono se tutti e due i tipi di esplosioni sono accettati».

Le supernove di Tipo Ia sono originate dalle nane bianche, ossia dai resti delle stelle già esplose. Le nane bianche appartengono alla classe delle stelle degeneri, costituite principalmente da materia esotica.

Nel primo modello, una nana bianca acquisisce materiale da una stella compagna fino a raggiungere un determinato livello, dopo il quale iniziano le reazioni nucleari che porteranno all'esplosione della nana bianca.

Nel secondo modello, due nane bianche (dette progenitrici degenerate doppie) si scontrano e creano una violenta esplosione. La differenza tra i due modelli è che il primo comporta la presenza di un disco di gas attorno alla supernova, mentre il secondo no.

«Proprio come l'acqua può essere con gas o senza, anche le supernove possono averne oppure no» ha spiegato Robert Kirshner, professore di astronomia presso l'Università di Harvard.

Foley e i suoi colleghi – tra cui Kirshner – hanno studiato 23 campioni di supernove di tipo Ia, per cercare l'eventuale presenza di gas attorno alla supernova. Il team ha così potuto scoprire che le esplosioni più potenti tendono ad essere originate da sistemi con vaste quantità di gas, ma la maggior parte delle supernove non presenta gas e sembra essere derivata dal secondo modello.

«Ci sono sicuramente due tipi di ambienti: con e senza gas. Entrambi possono essere trovati attorno alle supernove di Tipo Ia» ha commentato Foley.

Nell'introduzione di questo articolo, abbiamo accennato al fatto che queste "candele cosmiche" sono un'unità di riferimento mentre si studiano vari oggetti. Ma se esistono due tipi diversi di queste "unità", allora dovremo prestare attenzione a considerare due casi diversi, in cui le distanze e i ritmi di espansione variano.

«E' come misurare l'Universo con dei righelli che misurano a volte le iarde e a volte i metri: ti ritroverai con risposte simili, ma non identiche. Per arrivare a conclusioni accurate, dovrai separare i righelli che misurano le iarde da quelli che misurano i metri» ha commentato Foley. «Come possono due supernove che provengono da sistemi diversi sembrare così simili da essere adottate come unità di riferimento? Non conosco la risposta a questa domanda».