Una possibile stella di neutroni nella supernova 1987a

Il 23 Febbraio 1987, gli astronomi osservarono una delle esplosioni di supernove più luminose del cielo notturno. La chiamarono SN 1987a.

Quel giorno vennero rilevati simultaneamente, in tre separati rivelatori, i neutrini, facendo ipotizzare che nel centro crollato della stella morente si fosse formata una stella di neutroni. Le ricerche, tuttavia, non portarono alcun risultato, facendo ipotizzare che la stella fosse precipitata in un buco nero. Per decenni la comunità scientifica ha atteso con impazienza un segnale da questo oggetto che si nascondeva dietro una nube di polvere molto spessa.

Ora, le osservazioni del radiotelescopio ALMA hanno fornito la prima indicazione della stella di neutroni mancante dopo l’esplosione. Immagini ad altissima risoluzione hanno rivelato una chiazza calda nel nucleo polveroso di SN 1987A, che è più luminosa dei suoi dintorni e corrisponde alla posizione sospetta.

L’immagine catturata dal radiotelescopio mostra nel colore rosso polvere e gas freddo al centro del residuo di supernova, prelevato nelle onde radio. Le tonalità verde e blu rivelano dove l’onda d’urto in espansione della stella esplosa si scontra con un anello di materiale attorno alla supernova. Il verde rappresenta il bagliore della luce visibile, catturato dal telescopio spaziale Hubble della NASA. Il colore blu rivela il gas più caldo e si basa sui dati dell’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA.

“Siamo rimasti molto sorpresi di vedere questa calda macchia formata da una spessa nuvola di polvere nel residuo della supernova“, ha dichiarato Mikako Matsuura dell’Università di Cardiff. “Deve esserci qualcosa nella nube che ha riscaldato la polvere e che la fa brillare. Ecco perché abbiamo suggerito che ci sia una stella di
neutroni nascosta all’interno della nuvola di polvere.“

Anche se Matsuura e il suo team sono entusiasti di questo risultato, si chiedono quale fosse la luminosità della macchia polverosa. “Abbiamo pensato che la stella di neutroni potesse essere troppo luminosa per esistere, ma poi Dany Page e il suo team hanno pubblicato uno studio che indicava che la stella di neutroni può davvero
essere così luminosa perché è molto giovane“, ha detto Matsuura.

Dany Page è un astrofisico dell’Università Nazionale Autonoma del Messico, che ha studiato SN 1987a sin dall’inizio. “Ero a metà del mio dottorato quando accadde la supernova“, ha detto, “è stato uno dei più grandi eventi della mia vita che mi ha fatto cambiare il corso della mia carriera per cercare di risolvere questo mistero.
Era come un moderno santo graal “.

Lo studio teorico di Page e del suo team, pubblicato oggi su The Astrophysical Journal, sostiene fortemente il suggerimento del team ALMA che una stella di neutroni stia alimentando la massa di polvere. “Nonostante la suprema complessità di un’esplosione di una supernova e le condizioni estreme che regnano all’interno di una
stella di neutroni, il rilevamento di una calda macchia di polvere è una conferma di diverse previsioni“, ha spiegato Page.

Secondo i modelli, l’esplosione ha “calciato via” la stella di neutroni con una velocità di centinaia di chilometri al secondo. E la temperatura della stella, che si prevedeva fosse di circa 5 milioni di gradi Celsius, fornisce energia sufficiente per spiegare la luminosità della chiazza.

Se le previsioni fossero corrette, sarebbe la più giovane stella di neutroni mai trovata. Con i suoi 33 anni surclasserebbe quella presente nel residuo di supernova Cassiopea A che ha un’età di 330 anni.
Si spera in futuro, con la dissolvenza della polvere e dei gas, di poter osservare direttamente il corpo celeste.

Sebbene molti telescopi abbiano realizzato immagini di SN 1987a, nessuno di loro è stato in grado di osservarne il nucleo con una precisione così elevata come ALMA.
Osservazioni precedenti (3-D) con ALMA hanno già mostrato i tipi di molecole trovate nel residuo di supernova e hanno confermato che produceva enormi quantità di polvere.

“Questa scoperta si basa su anni di osservazioni ALMA, e mostrano il nucleo della supernova in modo sempre più dettagliato grazie ai continui miglioramenti del telescopio e dell’elaborazione dei dati“, ha affermato Remy Indebetouw del National Radio Astronomy Observatory e dell’Università della Virginia, che ha fatto parte del team di imaging di ALMA.