Tutto è vivo nel Cosmo, e tutto serve un proprio fine. Nel Capitolo precedente abbiamo descritto le nane bianche come vecchie stelle “in pensione”, che si godono la tranquillità dei loro ultimi anni…o per meglio dire, ultimi milioni di miliardi di anni! Di per sé, questo è sufficiente per considerarle componenti vive e preziose del Cosmo. Ma in realtà, poi, esistono situazioni in cui una nana bianca può dare improvvisamente indicazione della sua esistenza, ed eventi che possono anche modificare radicalmente il suo destino di “pensionata cosmica”.
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Nove e Supernove
Se la nana Bianca vive isolata, nessuno la disturba. Ma la maggior parte delle stelle in realtà esiste in sistemi multipli, composti da più stelle che orbitano un comune centro di massa. In questi casi può accadere che sulla nana bianca appartenente a un sistema stellare multiplo piombi materia proveniente dagli strati esterni di una compagna, composti prevalentemente da idrogeno. L’elevata gravità e l’intenso calore della nana Bianca innescano la fusione nucleare di questo idrogeno in elio, provocando infine una improvvisa esplosione, detta nova. Gli astronomi del passato chiamarono questi fenomeni “novae”, perché parevano apparizioni di stelle “nuove”, che brillavano nel cielo per poche settimane per poi affievolirsi e sparire. Dopo l’esplosione di nova, la nana bianca torna a essere più o meno com’era prima. Il fenomeno può verificarsi anche diverse volte.
Ma l’interazione con una compagna in un sistema multiplo può portare a conseguenze ben più drammatiche e spettacolari. Occorre premettere che la condizione di stabilità di una nana bianca è possibile solo se la sua massa (una volta persi gli strati esterni della nebulosa planetaria) non supera 1.4 masse solari, detto limite di Chandrasekhar, in nome dello scienziato indiano che lo calcolò. Torniamo allora al caso appena descritto. Se la nana bianca riceve da una stella vicina una quantità di materia tale da accrescere la sua massa fino a superare il limite di Chandrasekhar, allora la pressione degli elettroni degenerati non è più sufficiente a mantenerla in equilibrio. In tal caso si produce un improvviso brevissimo collasso della stella, di pochi secondi, seguito da una violenta esplosione in supernova che porta alla completa disintegrazione della stella nello spazio circostante. Esistono diverse tipologie di supernova. Quelle di cui stiamo parlando sono dette di Tipo IA. In seguito parleremo anche delle supernove di Tipo II.
Questa è la spiegazione più comune del fenomeno, sebbene, secondo recenti modelli astronomici, la supernova si verificherebbe prima del raggiungimento del limite di Chandrasekhar: quando l’astro arriva al 99% di esso, il riscaldamento conseguente alla contrazione innesca una reazione di fusione termonucleare istantanea dell’intero corpo celeste, in cui tutto il carbonio reagisce, facendo esplodere la nana bianca.
L’Importanza delle supernove IA
Le supernove IA, tra le più luminose delle supernove, sono esplosioni così violente da permettere la sintesi di elementi pesanti, come il ferro e il nickel. Nel Capitolo 11 abbiamo definito le stelle come “fabbriche eccezionali”, che producono elementi chimici. Questo è uno dei modi in cui gli elementi pesanti vengono prodotti, ad opera di uno stabilimento apparentemente modesto, che invece ci ha sbalordito.
Le Supernove IA hanno anche un ruolo fondamentale per lo studio dell’astronomia e della cosmologia. Poiché il fenomeno si genera nel momento in cui una Nana Bianca supera un preciso limite di massa, le Supernove di tipo IA devono tutte avere la stessa luminosità. Data la loro luminosità costante, esse possono quindi essere utilizzate per misurare le distanze di galassie lontane nelle quali si sono verificate. Rappresentano quindi un tipo di “candela standard”, indispensabile per conoscere le distanze degli oggetti celesti, e quindi studiare la natura dei fenomeni cosmici e capire quando sono avvenuti.
Non possiamo sapere se una Nana Bianca preferirebbe la noia di miliardi di anni di tranquillità, l’occasionale distrazione di una Nova, o la disintegrazione totale in una Supernova a favore del Cosmo. Queste riflessioni lasciamole alla nostra fantasia. Quel che conta è che, ancora una volta, la storia dei protagonisti dell’Universo ci insegna la fondamentale importanza di tutti gli abitanti del Cosmo. Ci indica, inoltre, che la vita dei corpi celesti, come degli esseri umani, può prendere strade inaspettate, ma il risultato non sarà mai sprecato.
Per quanto riguarda l'utilizzo delle SN Ia come candele standard, da qualche anno si parla di una ricalibratura dovuta a due possibili cause; da un lato quella relativa alla possibile fusione di nane bianche come processo alla base dell'esplosione termonucleare (con un limite di massa e quindi di luminosità assoluta anche se di poco inferiore rispetto al limite di Chandrasekhar) e dall'altro alle differenti curve di estinzione della luminosità dovute alla composizione della supernova (eccesso di Co rispetto a Fe e Ni che ne prolungherebbe la luminosità nel tempo). Questo potrebbe seriamente inficiare le misure cosmologiche fin qui basate sul semplice modello inizialmente adottato con importanti conseguenze tanto sulla velocità di espansione dell'Universo che sulla geometria dello stesso.
Per ora sono supposizioni, ma hai assolutamente ragione. Recentemente si è ipotizzata l'esistenza di diverse classi di supernove IA. Se così fosse, ciò avrebbe conseguenze non banali per la cosmologia...Vedremo cosa emergerà nei prossimi anni.