Le stelle che esplodono sono enormi fabbriche di polvere

Le stelle morenti riempiono l’universo di grandi quantità di polvere, da cui nascono nuove stelle e pianeti.

La materia è un elemento costitutivo di molte cose nell’universo, in particolare i pianeti. Mentre la polvere si diffonde nell’universo, porta con sé elementi essenziali, in modo che nuovi pianeti vedano la luce del giorno. Ma da dove viene esattamente questa ricca polvere cosmica è una domanda che ha sconcertato gli astronomi per decenni. UN Nuovo studio Ora solleva un angolo del velo.

supernova
È stato detto in passato che la polvere cosmica può provenire da supernove: stelle che esplodono e muoiono. Dopo che la stella morente è esplosa in modo spettacolare, il gas rimanente si espande e si raffredda, formando polvere. “Tuttavia, finora le prove dirette di questo fenomeno sono limitate”, ha affermato la leader dello studio Melissa Shahbandeh. “Finora siamo stati in grado di studiare solo la polvere in una supernova relativamente vicina, SN 1987A, che dista circa 170.000 anni luce dalla Terra”. Il fatto che non abbiamo più osservazioni è facilmente spiegabile. “Se il gas è sufficientemente raffreddato da formare polvere, quella polvere sarà rilevabile solo a lunghezze d’onda del medio infrarosso, se lo strumento è abbastanza sensibile”, spiega Shahbandeh.

James Webb
Così Shahbandeh e i suoi colleghi hanno deciso di utilizzare il potente telescopio James Webb per un nuovo studio. Web dotato Strumento intermedio a infrarossi; Uno strumento altamente sensibile costituito da uno spettrometro e una fotocamera. I ricercatori si sono concentrati su due supernove di tipo II più distanti, SN 2004et e SN 2017eaw. Queste supernove si trovano nella galassia a spirale barriera NGC 6946, a circa 22 milioni di anni luce di distanza.

Maggiori informazioni sulle supernove di tipo II
Una supernova di tipo II si verifica quando una stella massiccia – da circa 8 a 50 masse solari – esaurisce il combustibile nucleare e collassa, esplodendo in una violenta esplosione di energia e materia. Tipicamente, questi eventi si osservano nei bracci delle galassie a spirale, che contengono ammassi di giovani stelle massicce, essenziali per il verificarsi di una supernova di tipo II. Il nucleo esterno della stella sta collassando gravitazionalmente a una velocità sbalorditiva di 250 milioni di chilometri all’ora, ovvero il 23 percento della velocità della luce. In soli dieci secondi, una tale esplosione rilascia tanta energia quanta il Sole genera durante i suoi dieci miliardi di anni di vita.

Le nuove osservazioni rivelano che entrambe le supernove emettono effettivamente grandi quantità di polvere. Ad esempio, i ricercatori hanno scoperto enormi tumuli nei proiettili di questi oggetti.

Enormi mucchi di polvere
E si tratta di un sacco di polvere. Vicino a SN 2004et, i ricercatori hanno trovato più di 5.000 masse terrestri di polvere. “Questa è la più alta massa di polvere osservata vicino a una supernova da SN 1987A”, ha detto Uri Fox. Questa potrebbe essere solo la punta dell’iceberg. Mentre i potenti strumenti di Webb sono in grado di rilevare la polvere fredda, anche la polvere più fredda potrebbe non essere rilevata, irradiandosi ulteriormente nello spettro elettromagnetico e venendo bloccata dagli strati esterni di polvere.

fabbriche di polvere
Ad ogni modo, lo studio dimostra definitivamente che le stelle che esplodono producono davvero enormi quantità di polvere. Ciò conferma il sospetto degli astronomi. In effetti, solidifica la loro teoria. Gli astronomi pensavano già che le supernove potessero produrre polvere, ma restava da chiedersi quanto di essa potesse sopravvivere agli shock interni che rimbalzavano dall’esplosione. Ma gli enormi volumi ora osservati vicino a SN 2004et e SN 2017eaw indicano che sono facilmente soggetti a queste violente onde d’urto. Ciò dimostra che le supernove sono davvero importanti fabbriche di polvere.

Giovani galassie lontane
Ciò significa che le stelle morenti riempiono l’universo di grandi quantità di polvere cosmica, da cui nascono nuove stelle e pianeti. Questo spiega anche da dove proveniva tutta quella polvere nelle prime galassie. Gli astronomi sanno che le galassie giovani e lontane sono piene di polvere. Tuttavia, tali galassie contengono pochissime stelle intermedie – come il nostro Sole – che potrebbero aver fornito queste quantità. Ma le stelle più massicce e di breve durata potrebbero essere state abbondanti. E quando morirono, probabilmente riempirono le galassie di grandi quantità di polvere. Ciò indica che anche le supernove potrebbero aver svolto un ruolo importante nel fornire polvere per l’universo primordiale.

Grazie a James Webb, gli astronomi sono stati in grado di rispondere a un’altra importante domanda cosmica. E i risultati potrebbero essere un’introduzione ad altro. Ad esempio, lo studio mostra come le supernove e la loro produzione di polvere possono essere studiate utilizzando Webb, aprendo la strada a ulteriori ricerche. “Ad esempio, vorremmo capire meglio cosa ci dice questa polvere sul nucleo di una stella che è esplosa”, afferma Fox. “Grazie alle nostre scoperte, credo che altri scienziati troveranno modi innovativi per osservare queste supernove di polvere in modo più dettagliato in futuro”.