Supernova a tre dimensioni

Il VLT dell’ESO è riuscito a “costruire” un’immagine a tre dimensioni della celebre Supernova 1987A. Si è finalmente accertato che queste immani esplosioni non sono simmetriche, ma hanno direzioni di espulsione preferenziali.

Sappiamo che il Sole morirà in modo non eccessivamente violento, trasformandosi in nana bianca e producendo una bellissima e delicata nebulosa planetaria. Le stelle più grandi si aspettano invece una fine estremamente più drammatica. Dopo una breve vita, esplodono espellendo materiale sotto forma di Supernova. Questo è quello che è accaduto circa 168000 anni fa ad una stella massiccia appartenente alla Grande Nube di Magellano (che dista da noi proprio tale distanza) e la luce della sua esplosione ha raggiunto la Terra il 23 febbraio del 1987. Chiamata SN 1987A divenne subito una fantastica occasione per gli astronomi. Dopo 383 anni finalmente si riusciva a vedere non solo una supernova ad occhio nudo (terza magnitudine ), ma soprattutto con gli occhi speciali dei più grandi telescopi.

La sua evoluzione è stata seguito passo dopo passo e si è visto formare la nebulosa di gas e polvere espulsa nella catastrofe cosmica. La Fig. 1 ci mostra come appariva la Grande Nube di Magellano prima e dopo la morte della stella.

La Grande Nube di Magellano e la stella morente prima della sua esplosione

Figura 1. La Grande Nube di Magellano e la stella morente prima della sua esplosione (a destra). A sinistra, lo stesso $campo$ visivo con il lampo di luce accecante apparso al momento della formazione della Supernova.

Essa rappresentò la “prima volta” per molte ricerche astrofisiche: l’osservazione “diretta” di neutrini, la possibilità di “studiare” la stella prima dell’esplosione attraverso le immagini degli archivi astronomici, la rilevazione di elementi radioattivi, la formazione di polvere e l’ipotesi di una struttura non simmetrica.

Oggi, dopo che la forma della nebulosa causata dall’esplosione aveva via via assunto una forma strana e difficile da comprendere (Fig.2), il SINFONI (Spectrograph for INTEGRAL Field Observations in the NEAR Infrared) dell’ESO, applicato al VLT, ha permesso uno studio veramente innovativo: ricostruire in tre dimensioni la struttura della parte centrale del materiale espulso.

La strana forma ad anelli della nebulosa causata dall’esplosione della supernova 1987A

Figura 2. La strana forma ad anelli della nebulosa causata dall’esplosione della supernova 1987A, come appare nelle immagini riprese dai “normali” telescopi.

Il risultato ottenuto ci dice che l’evento è stato più potente e veloce in alcune direzioni rispetto ad altre, in modo da causare una forma irregolare. Il primo materiale espulso ha viaggiato all’incredibile velocità di 100 milioni di chilometri all’ora, ossia circa a un decimo della velocità della luce e 100000 volte più veloce di un aereo di linea. Malgrado la straordinaria velocità la materia ha impiegato ben 10 anni per raggiungere un anello di gas e polvere espulso precedentemente dalla stella morente. L’immagine ha anche mostrato che un’altra onda di materiale sta viaggiando dieci volte più piano e che viene scaldata dagli elementi radioattivi formatisi nell’esplosione.

La tecnica base per ottenere questa visione tridimensionale gioca sul fatto di avere per ogni pixel un’informazione della natura e della velocità del gas. In parole povere, ciò vuol dire che oltre alle informazioni sul piano dell’immagine si ottengono dati precisi sulle velocità lungo la linea di vista. Conoscendo il tempo passato dal momento dell’esplosione e dato che il materiale si muove nello spazio liberamente, si può correttamente trasformare la velocità in distanza. Alla fine si ottiene una visione dell’oggetto celeste sia in senso trasversale che radiale.

Più che le parole valgono le immagini. Il filmino che segue unisce le immagini prese in modo tradizionale dagli strumenti dell’ESO fino alla ricostruzione fatta dal computer in tre dimensioni. Un viaggio straordinario!

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10 Commenti

  1. ….quindi l’anello precedentemente espulso dalla Stella e raggiunto dall’esplosione si trova esattamente ad 1 anno-luce dalla Supernova?

  2. scusa MorenO,
    non riesco a seguirti… magari sono io che sono un po’ fuso (ho tagliato erba tutto il giorno…). Puoi spiegarti meglio? 😉

  3. :mrgreen: Scusi lei, Profe, effettivamente sono stato poco chiaro, mi riferivo alla frase sottostante dell’articolo:
    ” Il primo materiale espulso ha viaggiato all’incredibile velocità di 100 milioni di chilometri all’ora, ossia circa a un decimo della velocità della luce e 100000 volte più veloce di un aereo di linea. Malgrado la straordinaria velocità la materia ha impiegato ben 10 anni per raggiungere un anello di gas e polvere espulso precedentemente dalla stella morente.”
    Calcolando questo mi sembra che venga fuori una distanza di 1 anno luce… 🙄

  4. 😳 hai perfettamente ragione MorenO… l’erba aveva colpito duro e magari anche l’età… 😳

  5. Anche il Big Bang potrebbe essere stato asimmettrico?
    L’espansione dell’Universo non omogenea, ma diversa per potenza e velocità nelle differenti direzioni spaziali?
    In tal caso l’immagine (sferica) che comunemente diamo dell’Universo sarebbe errata…
    Non mi dispiacerebbe un Universo a forma di bottiglia (di vino!!!) 😉 😉 😉
    A presto x gli amici astrofili che si ritroveranno al raduno di Castelmuzio 🙂 🙂 🙂

  6. L’astronomia era una grande passione da piccolino che si è risvegliata oggi anche grazie a voi. Come entrare in questo universo fantastico da profano? Libri, dvd, comprare un telescopio, andare in centro astronomico…. datemi indicazioni grazie. E-mail:montesi.luca1@gmail.com

  7. Osservando l’Universo mi pongo sempre alcune domande e mi chiedo: facciamo parte del Micro o del Macro Cosmo? Se pensiamo che essendo un puntino nella nostra Galassia e osservando l’esplosione di una Super Nova o l’esplosione dello scontro di due Galassie, quanti mondi sono scomparsi? Quanti esseri viventi sono morti? L’universo e vero, mi affascina ma fa anche paura.
    Prof. Dino Lumini

  8. caro Dino,
    direi che facciamo parte del Cosmo. Siamo un nulla e un respiro di fronte all’infinitamente grande, ma siamo anche enormi, complessi, senza fine per le particelle elementari che durano un soffio del nostro tempo. Questo è il bello dell’Universo ed è per questo che la sua armonia non DEVE farci paura… 😉