La stella “morta due volte” sorprende gli scienziati: mai visto nulla di simile

I resti della supernova SNR 0509–67.5, il materiale residuo di una stella "morta due volte" nella Grande Nube di Magellano / Credit: ESO

Una stella della Grande Nube di Magellano ha avuto un destino molto diverso da quello che comunemente porta alla morte delle stelle e, in particolare, alla fine delle nane bianche: anziché accumulare materiale da una stella compagna fino a raggiungere una massa critica ed esplodere in una supernova, la nana bianca della Grande Nube di Magellano è morta due volte, andando incontro a quella che gli scienziati chiamano “doppia detonazione”.

Questo meccanismo, finora soltanto teorizzato, è stato confermato per la prima volta da un team internazionale di astronomi che ha finalmente ottenuto la “prova visiva” delle due esplosioni – una iniziale di elio sulla superficie della stella, che ha innescato una seconda esplosione che ne ha distrutto il nucleo. Questi eventi si sono verificati centinaia di anni fa, ma i resti della supernova SNR 0509-67.5, il materiale stellare residuo che si espande nello spazio, hanno mostrato di avere ancora i segni distintivi di quella doppia detonazione. I risultati dell’indagine sono stati dettagliati in un nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy.

La stella morta due volte, la fine svelata dai resti della supernova SNR 0509-67.5

La fine della stella morta due volte è stato rivelato dai resti della supernova SNR 0509-67.5 nella Grande Nube di Magellano: questo materiale residuo, in una fase di espansione dopo la fine della nana bianca – il piccolo nucleo inattivo rimasto dopo che la stella ha esaurito il suo combustibile nucleare – è stato ricondotto alle supernove di tipo Ia, che si originano quando la stella morente accresce la sua massa rubando materiale alla sua stella compagna, fino a superare il cosiddetto limite di Chandrasekhar – la soglia di massa che innesca una singola esplosione.

Nel caso di SNR 0509-67.5, la nana bianca non avrebbe però raggiunto il limite di Chandrasekhar, ma sarebbe esplosa due volte prima di raggiungere quella massa critica.

Questo modello alternativo, denominato della “doppia detonazione”, è stato confermato per la prima volta grazie alle osservazioni del Multi Unit-Spectroscopic Explorer (MUSE), il potente spettrografo installato presso il Very Large Telescope (VLT) dell’Osservatorio europeo australe (ESO), che ha trovato le tracce di queste due esplosioni nei resti della supernova.

“La nana bianca – hanno spiegato gli autori dell’indagine – ha prima formato attorno a sé una coltre di elio rubato, che può diventare instabile e incendiarsi. Questa prima esplosione ha generato un’onda d’urto che ha viaggiato attorno alla nana bianca e verso l'interno, innescando una seconda detonazione nel nucleo della stella, che alla fine ha creato la supernova”. Nelle immagini del MUSE, la doppia detonazione appare come “due gusci separati di calcio”, mostrati in blu nella prima immagine di questa impronta cosmica.

I due gusci di calcio (mostrati in blu), espulsi in due esplosioni separate durante la morte della stella / Credit: ESO

“I risultati mostrano una chiara indicazione che le nane bianche possono esplodere ben prima di raggiungere il famoso limite di massa di Chandrasekhar e che il meccanismo di ‘doppia detonazione‘ si verifica effettivamente in natura – ha l’astrofisico Ivo Rolf Seitenzahl dell’Istituto tedesco di studi teorici di Heidelberg e co-autore dello studio – . Nei resti della nel resto di supernova SNR 0509-67.5 osservati con il MUSE abbiamo rilevato gli strati di calcio che forniscono una prova solida che una supernova di tipo Ia può verificarsi prima che la sua nana bianca madre raggiunga una massa critica”.