Osservata la prima luce di una supernova

Il telescopio spaziale Kepler della NASA è riuscito in un'impresa senza precedenti: catturare la primissima luce di un'esplosione stellare alle lunghezze d'onda dell'occhio umano.

La scoperta è stata resa possibile dall'analisi della luce raccolta dall'occhio robotico di Kepler ogni trenta secondi per tre anni. Le immagini del telescopio includono circa 500 galassie, per un totale di 50 bilioni di stelle in ogni scatto.

La curva di luce di KSN 2011d. Credit NASA Ames/W. Stenzel

Nel 2011, due di queste stelle, due supergiganti rosse, esplosero in forma di supernove davanti ai vigili occhi di Kepler. La prima a esplodere fu KSN 2011a, 300 volte più grande del nostro Sole e distante 700 milioni di anni luce dalla Terra. Poco dopo, fu il turno di KSN 2011d, 500 volte più massiccia della nostra stella e 1.2 miliardi di anni luce da noi.

"Per avere un'idea delle loro dimensioni, pensate che l'orbita della Terra attorno al Sole starebbe comodamente all'interno di queste colossali stelle," spiega Peter Garnavich dell'Università di Notre Dame nell'Indiana.

Avendole nel proprio mirino già prima che esplodessero, Kepler è riuscito a catturare i primissimi stadi di queste drammatiche e violente supernove. La seconda supernova, in particolare, ha impiegato 14 giorni per raggiungere il picco della propria luminosità. Tuttavia, lo shock breakout - il lampo di luce prodotto dallo scontro tra l'onda d'urto della supernova e la superficie della stella - dura in media solamente 20 minuti. Analizzando i dati raccolti da Kepler, gli scienziati sono riusciti a ricostruire i primi attimi di vita della supernova, incluse le primissime osservazioni nel visibile di questo effimero lampo di luce.

"Per poter vedere qualcosa che accade sull'ordine di pochi minuti, devi avere un occhio che monitora costantemente il cielo," prosegue Garnavich. "Non sai quando una supernova esploderà; l'attenzione prestata da Kepler ci ha permesso di assistere all'inizio dell'esplosione."

Le supernove osservate da Kepler sono di Tipo II, ovvero sono state innescate dall'esaurimento di carburante nucleare nel cuore della stella, portando al collasso gravitazionale dell'astro. Le supergiganti rosse, generalmente fino a 20 mila volte più luminose del Sole, possono diventare fino a un miliardo di volte più brillanti della nostra stella in seguito a una supernova.

I dati raccolti da Kepler danno ragione ai modelli matematici che prevedono l'evoluzione di questi fenomeni. Tuttavia, potrebbero anche far luce su nuovi meccanismi passati inosservati fino ad ora. Ad esempio, nessuna onda d'urto è stata osservata nel caso della prima supernova, quella della stella leggermente meno massiccia. Gli scienziati sospettano che l'onda d'urto sia stata mascherata dal gas che avvolgeva la stella al momento dell'esplosione.

"Questo è il puzzle," spiega Garnavich. "Guardi queste due supernove e vedi due cose diverse. C'è una differenza massima."

Studiare questi drammatici e violenti cataclismi stellari può rivelare nuovi dettagli anche sull'origine della complessità chimica alla base della vita.

"Tutti gli elementi pesanti nell'universo provengono da esplosioni di supernove. Ad esempio, tutto l'argento, il nichel e il rame sulla Terra e nei nostri corpi viene dalle morti esplosive delle stelle," spiega Steve Howell della NASA. "La vita esiste grazie alle supernove."