La maggior parte delle stelle che popolano l'Universo sono piccole ed irrilevanti
e, alla fine della loro esistenza, si spengono senza grandi clamori.
Alcune di esse, invece, illuminano il cielo intero quando muoiono
e, in quegli istanti, non solo ci possono svelare i processi che regolano la vita delle stelle,
ma creano gli elementi fondamentali per lo sviluppo della vita
e ci aiutano a conoscere l'intera storia evolutiva dell'Universo.
Episodio 64: Tutto finisce con un botto!
... L'incenerimento di Dr. J
Presentato da Dr J, alias Dr Joe Liske
Si presume vi siano circa 200 miliardi di stelle nella nostra galassia, la Via Lattea,
anche se nessuno ne conosce il numero esatto.
Ciò di cui si è sicuri, però, é che una piccola frazione di esse
ha un effetto abnorme sulle galassie che le ospitano.
Stelle come queste, osservate in altre galassie, ci hanno insegnato molto di ciò che sappiamo
sull'evoluzione dell'Universo.
Sono quelle stelle che terminano la loro esistenza come supernove,
una materia della ricerca astronomica alla quale il telescopio orbitante Hubble ha dato un grande contributo
sin dalla sua entrata in servizio nel 1990.
Le supernove si distinguono in due grandi categorie.
Per comprendere i meccanismi che caratterizzano la prima delle due categorie,
si deve considerare che una stella è un oggetto regolato da un equilibrio di forze molto preciso.
La pressione esercitata dalle reazioni nucleari al centro della stella
è bilanciata dalla sua stessa forza di gravità.
Quando una stella di grande massa esaurisce il combustibile nucleare,
la pressione al suo centro si riduce drasticamente,
così la stella collassa su se stessa
e poi esplode!
L'altro tipo di supernova coinvolge le cosiddette nane bianche,
resti di stelle simili al nostro Sole.
Normalmente una nana bianca è un oggetto piuttosto stabile
ma, se una di queste si trova in prossimità di un'altra stella,
può letteralmente strappare materia dalla sua vicina
incrementando così gradualmente la sua massa
... fino a quando finalmente ...
... raggiunge la massa critica per una ...
esplosione termonucleare!
Le Supernove sono eventi rari.
Una galassia come la nostra può ospitarne solo alcune ogni secolo.
L'ultima ad essere scoperta nella Via Lattea fu nel 1604,
osservata dal grande astronomo Johannes Kepler, pochi anni prima dell'invenzione del telescopio
Ora sappiamo che, da allora, una serie di eventi di supernova
hanno avuto luogo nella Via Lattea
perché possiamo vedere i detriti rilasciati dalle esplosioni
Ma non abbiamo mai avuto modo di osservarle
poiché in quei momenti erano nascoste da spesse nubi di polvere cosmica
e così resta il fatto che nessuna supernova all'interno della Via Lattea
è stata osservata direttamente dopo l'invenzione del telescopio.
Invece di starsene seduti pazientemente ad aspettarne una,
gli astronomi hanno deciso di incrementare le probabilità di successo
allargando la ricerca al di là della nostra galassia.
Trattandosi di un fenomeno molto distante e di debole luminosità,
si deve disporre di un telescopio in grado di fornire immagini estremamente dettagliate:
un telescopio come Hubble.
La più famosa supernova che Hubble ha osservato direttamente
è coinciso con la fine di una stella gigante nella Grande Nube di Magellano
La luce della fase iniziale dell'esplosione ha raggiunto la Terra nel 1987,
pochi anni prima del lancio di Hubble.
Ma le immagini prodotte da Hubble per quasi un quarto di secolo e che documentano le fasi evolutive di questa Supernova
sono considerate il "non plus ultra" per la comprensione di questo evento,
Infatti gli Astronomi hanno potuto analizzare il meccanismo dell'esplosione con una profondità di dettagli tale
da mostrare chiaramente come l'onda d'urto della deflagrazione interagisce con il gas che circonda la stella,
letteralmente accendendolo.
Supernove più lontane non possono essere osservate così nel dettaglio come la 1987A,
ma il contributo di Hubble è comunque ai massimi livelli.
Ad esempio, poiché Hubble è in servizio ormai da più di 20 anni,
gli astronomi dispongono di immagini delle galassie riprese prima e dopo la successione di questi eventi
rendendo possibile l'individuazione delle stelle progenitrici.
Queste osservazioni ci possono insegnare molto
sulle caratteristiche delle stelle nel periodo precedente l'esplosione.
Così come ci dicono molto sulla stella appena esplosa,
le supernove sono uno strumento eccezionale per sondare il cosmo.
Le supernove originate dalla deflagrazione delle nane bianche, infatti,
dispongono di una proprietà particolare: hanno tutte la stessa luminosità intrinseca.
Ciò significa che, analizzandone la luminosità, se ne può calcolare la distanza,
un po' come la luce di un faro, abbagliante se vicina e fioca se lontana.
Le supernove sono estremamente brillanti,
infatti la loro luminosità spesso sovrasta quella della loro galassia
ed è proprio per questo che sono relativamente facili da individuare, anche su grandi distanze cosmologiche.
Nel 2011, il Premio Nobel per la Fisica è stato assegnato a due team di scienziati che,
dopo aver misurato la luminosità di molte supernove e di averne calcolato la distanza,
hanno scoperto che la luminosità delle supernove in galassie lontane era sorprendentemente debole,
ciò significava che esse erano più distanti di quanto previsto.
Già da tempo era noto che l'universo si stava espandendo,
ma questa ricerca ha dimostrato come l'espansione stia in realtà accelerando,
di conseguenza questa si è rivelata una straordinaria sorpresa.
Ciò di cui parliamo è una delle massime espressioni della ricerca scientifica,
e gli astronomi continuano a studiare le supernove in galassie lontane
per comprendere meglio come l'Universo si stia espandendo.
Hubble gioca un ruolo importantissimo in questo campo;
Recentemente ha segnato un'altra pietra miliare , individuando la supernova di questo tipo più distante mai osservata prima,
così lontana che la sua luce ha impiegato più di 9 miliardi di anni per raggiungerci,
una distanza pari a circa due terzi della età dell'Universo.
Le immagini di Hubble hanno avuto un ruolo decisivo nello studio dei residui lasciati dalle supernove più vicine.
Sebbene la luce di una supernova brilli per un breve lasso di tempo
e le sue onde d'urto si rendano visibili solo per pochi anni,
le nubi di polvere rilasciate possono durare per millenni.
Il loro effetto sul gas interstellare circostante dura anche più a lungo
e proprio per questo motivo, nonostante nella nostra galassia non ne siano mai state scoperte al telescopio,
vi é abbondanza di osservazioni di resti di supernova.
Le nitide immagini delle loro complesse strutture realizzate da Hubble
hanno contribuito a delineare i processi coinvolti nella loro violenta formazione.
C'è di più, le nubi dei detriti della supernove ci rammentano il loro grande ruolo nel modellare tutto quanto intorno a noi.
Le reazioni nucleari all'interno delle stelle, e queste esplosioni, sono l'origine della maggior parte degli elementi presenti in natura,
come il carbonio nei nostri corpi, l'ossigeno che respiriamo,
e il ferro e silicio sul pianeta dove viviamo.
E così, oltre a raccontarci molto della storia dell'Universo e della sua futura espansione,
le supernove ci indicano qualcosa di ancor più profondo:
letteralmente ci dicono da dove veniamo.
Qui è il Dr. J, a nome di Hubblecast,
ancora una volta la natura ci ha sorpreso oltre la nostra più sfrenata immaginazione.
Hubblecast è prodotto da ESA / Hubble presso l'European Southern Observatory in Germania.
La missione Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra la NASA e l'Agenzia spaziale europea.
www.spacetelescope.org
Trascritto da ESA / Hubble. Traduzione: Gianni Pasquali