27/01/14

Le fabbriche della polvere *

Le galassie antiche sono luoghi notevolmente pieni di polvere. E non basta dire che è ovvio perché sono “vecchie” e nessuno le ha aiutate nelle faccende di...  casa. I colpevoli dell’aspetto tanto polveroso delle città celesti sono probabilmente le supernove, delle vere e proprie fabbriche di polvere cosmica. Tuttavia, ci si doveva accontentare di ipotizzare questo meccanismo, dato che mancavano osservazioni dirette.  Intendiamoci bene: meno male che esiste questa polvere. Essa porta con sé gli elementi più pesanti dell’Universo, tra cui quelli essenziali alla vita, e li regala a nuove stelle che iniziano la loro esistenza. Più ce n’è e meglio è, ovviamente, ma avrebbe fatto piacere assistere a una conferma delle ipotesi fatte e stabilire le modalità del fenomeno.

Gli occhi di ALMA sono senz’altro i migliori per risolvere il “puzzle”, ma non possono certo cercare nelle galassie primordiali. Troppo deboli e lontane anche per il fantastico telescopio. Fortunatamente, nel 1987 è esplosa una supernova proprio vicino a casa nostra, in una delle piccole galassie  satelliti  della Via Lattea, la Grande Nube di Magellano. In pochi anni è stato possibile seguire, passo dopo passo, l’incredibile evolversi di ciò che stava lanciando la supernova nello Spazio. Le meraviglie non sono mancate, prima fra tutte la stupenda collana di "perle" che ,  in breve, ha circondato la stella esplosa, sicuramente una delle più belle immagini del Cosmo.

Si è anche capito in fretta da cosa era prodotta. Le perle erano dovute allo scontro tra il materiale lanciato nello Spazio, molto lentamente, dalla stella, nelle fasi precedenti quella dell’esplosione (quando era ancora una supergigante rossa), e l’onda di shock prodotta nella fase veramente esplosiva. Quest’ultima aveva una velocità ben maggiore di quella degli anelli di materia emessi precedentemente e li ha raggiunti in fretta. Nello scontro, questi ultimi si sono illuminati violentemente producendo la fantastica collana di perle. Uno spettacolo meraviglioso che avveniva in diretta nel giro di pochi anni. Eravamo stati fortunati nel potere seguire una supernova così vicina, solo 160 000 anni luce. Era dai tempi di Keplero che non succedeva. Certo… sarebbe stato ancora meglio avere i telescopi di oggi nel 1605 e magari anche ALMA… ma non si può avere tutto e accontentiamoci di 1987A.

ALMA è entrato in azione e ha colpito subito. Ciò che perfino l’infrarosso non aveva visto (o -almeno- solo in minima parte) 500 giorni dopo l’evento catastrofico, è apparso subito, senza lasciare dubbi. All’interno della collana di perle vi è una quantità enorme di polvere, pari a circa il 25% della massa del Sole. Polvere ormai fredda, contenente i meravigliosi regali di una stella gigante e della sua esplosione: grani formati da ossigeno, silicio, carbone, ecc., legati assieme. E’ la prima volta che si ottiene questa prova evidente della quantità di polvere prodotta a seguito dell’esplosione di supernova ed è facile estrapolare il meccanismo anche alle galassie primordiali, dove il numero di supernove era di gran lunga più alto.

1987a
L’immagine mostra ciò che resta della supernova 1987A, in diverse lunghezze d’onda. I dati di ALMA sono quelli in rosso che evidenziano la polvere. Quelli di Hubble sono mostrati in verde e quelli di Chandra in blu. Tre giganti a disposizione di una ex-stella: quale onore! Fonte: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Angelich. Luce visibile: NASA/ESA Hubble Space Telescope. X-Ray: NASA Chandra X-Ray Observatory.

Soffermiamoci un attimo: dove fino a pochi decenni fa esisteva solo una stella morente, ora vi è polvere “preziosa” in abbondanza. E’ affascinante, ogni tanto, assistere a una evoluzione nel Cosmo su tempi comparabili ai nostri. Ah… per essere precisi, io sto parlando di tempi odierni, ma, in realtà, sono avvenimenti ben più antichi, dato che risalgono a 160 000 anni fa e che solo oggi si mostrano a noi, viaggiando alla velocità della luce.

Tuttavia, la polvere deve ancora superare una prova non indifferente, prima di inseminare lo Spazio. Le onde di shock, dopo aver creato le bellissime perle, sono costrette a tornare indietro verso ciò che resta della stella.  Esse rimbalzano e presto si scontreranno con la polvere che si sta espandendo, distruggendo parte del suo lavoro di aggregazione. Non potranno certo distruggere tutto quell’ammasso di polvere, ma sicuramente colpiranno duro, riducendola forse di una piccola percentuale o –magari- anche della metà. Non lo possiamo sapere, ma ALMA ce lo dirà di sicuro (News! ALMA osserva una galassia primordiale estremamente "polverosa")

Che avventura, ragazzi!

Articolo originale QUI

1987a
Visione artistica della supernova 1987A, dove si mostrano sia gli scontri dell’anello esterno che la massa di polvere al suo interno. Fonte: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Alexandra Angelich (NRAO/AUI/NSF).

 

Per conoscere meglio l’eccezionale contributo di ALMA a molti campi di ricerca: asteroidi, formazione di pianeti e stelle, dischi protoplanetari, origine della vita , buchi neri, galassie primordiali

NEWS del 5/11/2018 - Realizzato un filmato che mostra l'evoluzione della nube di materia espulsa dalla Supernova 1987A e della sua onda di shock nell'arco di trent'anni di osservazioni

15 commenti

  1. Mario Fiori

    E' sempre complesso inseminare e far nascere un qualcosa e l'universo non si smentisce in questo caro Enzo.
    Certo, però, quando si dice ...la polvere. :mrgreen:

  2. AlexanderG

    Caro Enzo,
        ho subito una domanda che ti aspetta al tuo ritorno: quando parli di galassie "antiche", ti riferisci a galassie molto lontane, e che quindi dovrebbero essere nate per prime, e che oggi, appunto, potremmo definire come "antiche", giusto?
    In realtà noi le vediamo agli inizi della loro vita, quindi "giovani", perché lontane (la loro luce ha impiegato miliardi di anni prima di giungere a noi), corretto?
    Ti prego, dimmi di sì, altrimenti vuol dire che non ci ho capito nulla! :D
    Ciao,
        Alex.
     

  3. Pier Francesco

    Ma quanto spazio può percorrere l'onda di shock di una supernova, che immagino distrugga tutto quello che le capita a tiro?

  4. davide1334

    si anch'io vorrei sapere quanto si "espande la nebulosa"....comunque per le supernove  di tipo Ia,essendo detonazioni standard dovrebbero avere un valore più o meno preciso,giusto?ad esempio la nebulosa del granchio in mille anni è arrivata all'estensione che vediamo ora....ah,a proposito,ne è esplosa una qualche giorno fa in m82 a 12 miloni di anni luce
    http://www.coelum.com/news/aggiornamento-sulla-supernova-sn2014j-in-m82

  5. Supermagoalex

    AlexG: in questo caso la galassia antica, ovvero la Grande Nube di Magellano, è vicina a casa nostra, dunque la vediamo "vecchietta" anche noi  :)

  6. AlexanderG

    Caro SMA,
        ok per la Grande Nube di Magellano, non so quanto sia "vecchia", ma sicuramente non è molto lontana :)
    Io, però, mi riferivo proprio a quelle lontane, quando Enzo scrive che sono troppo lontane perfibno per gli occhi di ALMA.
    In sostanza ciò che ho inteso io per galassie "antiche" è galassie "lontane", seppur le vediamo come "giovani".
    Ciao,
        Alex.
     

  7. Supermagoalex

    Si, in quel caso sono antiche e lontane, e noi oggi le vediamo com'erano nella loro infanzia :)

  8. lucianodev

    Veramente affascinante il fenomeno delle onde di shock che sono costrette a tornare indietro sino al punto dell'esplosione!
    Mi viene in mente l'analogia con i fronti sferici delle onde d'urto delle esplosioni nucleari in atmosfera, in questo caso generate dall'espansione dei gas ad altissima temperatura e pressione, e del correlato fenomeno dell'IMPLOSIONE.
    Vorrei saperne di più, ma mi sa che Enzo sta già provvedendo... 
    Ah, a proposito tranquilli che l'esplosione della A1 in m81 non gli è passata inosservata, di sicuro ha qualche accesso alla strumentazione in loco, vedi link allegato. :mrgreen:
    http://www.ifa.hawaii.edu/mko/

  9. lucianodev

    Oops!cRagazzi, sono appena rincasato dal lavoro e soffro di dislessia digitativa!
    trattasi Supernovae 1a in m82:
    Chiedo venia. :-?

  10. AlexanderG

    Ciao lucianodev,
        "onda di shock" e "onda d'urto" sono la stessa cosa ;)

  11. Lucianodev

    Ok, ma allora mi sfugge il mezzo di propagazione. In aria o acqua mi è chiaro il concetto, ma nel vuoto l'implosione sii deve allo sbilanciamento di che? Mi spiego meglio.Nelle esplosioni in atm. L'onda di ritorno è causata soprattutto dal riequilibrio della pressione atmosferica, oltre che da rimbalzi su superfici e ostacoli vari. :roll:

  12. AlexanderG

    Credo che in questo caso l'onda sia data proprio dalla massa di materia espulsa dalla ex-stella.

  13. Lucianodev

    Si, pensavo anch'io a qualcosa del genere. Mancando un mezzo di propagazione non ci può essere onda d'urto come la intendiamo in atm. Se facessimo esplodere una atomica nello spazio apparirebbe diversa da come tanti pensano e Non ci sarebbe onda d'urto!

  14. AlexanderG

    Beh, suppongo che ci sarebbe comunque un'onda di radiazioni che si propagherebbe in tutte le direzioni (visto che non verrebbe assorbita da alcuna atmosfera)... non ti converrebe stare lì vicino ;)

  15. lucianodev

    Beh, questo è pacifico AlexanderG, hai focalizzato proprio il problema!
    Esplosioni di quel tipo, nello spazio, producono un lampo  gamma che mantiene un'intensità altissima per una distanza ben maggiore che in atm. Ci sono degli studi risalenti agli anni della guerra fredda per abbattere i satelliti della controparte. Questi verrebbero distrutti dall'onda elettromagnetica generata dall'esplosione atomica, quelli più vicini all'epicentro vaporizzati dall'altissima temperatura, ma niente scuotimenti perché non ci sarebbe alcuna onda d'urto.
    Quindi, tornando alle nostre polveri cosmiche, il fenomeno dell' onda di shock e dell'onda d'urto non può essere la stessa cosa.
    Che l'onda di shock sia costretta a ripercorrere, come dice Enzo, la strada fatta  tornando all'origine oltre che affascinante mi appare come un fenomeno misterioso.
    8-O  Ciao.
     

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