3/09/14

Il ferro di M82 **

Una supernova di tipo Ia che scoppia relativamente vicina a noi (SN2014J, a 11 milioni di anni luce) è un boccone molto ghiotto, soprattutto se esistono strumenti come il telescopio orbitale a raggi gamma INTEGRAL che possono osservarla con i loro fantastici occhiali.

Il personaggio principale di questa analisi è stato il  "signor" cobalto 56, un isotopo radioattivo molto instabile. La sua vita di dimezzamento è molto breve, solo 77 giorni, per cui è necessario guardare nel punto e nel momento giusto, se no si perde per sempre l’informazione che ci mandano su di lui i raggi gamma. Il Cobalto 56 non esiste nelle normali condizioni e si forma solo nelle esplosioni termonucleari potentissime come quelle delle supernove.

E’ la prima volta che si ottiene uno spettro di questo tipo (notate come gli spettri rimangono SEMPRE una delle informazioni fondamentali dell’astrofisica). D’altra parte i numeri parlano chiaro: 11 milioni di anni luce è un numero enorme per il metro galattico, ma è abbastanza piccolo per quello intergalattico. Entro undici milioni di anni di luce vivono solo  qualche centinaia di galassie. Tuttavia, in una singola galassia avviene una supernova di tipo Ia ogni qualche centinaia di anni (l’ultima nella Via Lattea è avvenuta nel 1606). Per avere speranza di osservarne qualcuna, abbastanza frequentemente, bisogna spingersi verso le galassie vicine. 10 milioni di anni luce è un buon compromesso tra numero di supernove e possibilità di studiarle abbastanza bene.

La SN2014J  è  stata scoperta nel gennaio 2014 nella galassia M82 e si sono subito allertati i telescopi in grado di analizzare la luce dell’evento (una bella immagine serviva ben poco). Gli astronomi russi, in particolare, hanno speso ben un milione di secondi del loro tempo al telescopio INTEGRAL per seguire questo evento e non l’hanno certo sprecato. Essi hanno ottenuto non solo lo spettro dell’esplosione, ma anche la variazione di luminosità in funzione del tempo.

Secondo le attuali teorie, il residuo stellare di una supernova di tipo Ia dovrebbe irradiare nei raggi gamma per almeno dodici giorni. Tuttavia, non è facile attraversare la densa e opaca nebulosità che circonda la stella collassante. I raggi gamma riescono a superare questa nebbia solo quando essa comincia a diradarsi. E’ un gioco di tempi molto ristretti. In questa fase esplosiva si sintetizza  il nichel 56, anch’esso radioattivo, che ha una vita di dimezzamento di solo 10 giorni, trasformandosi proprio nel cobalto 56. Proprio quello che INTEGRAL non si è lasciato scappare.

Il cobalto si identifica molto bene dalle sue  righe presenti nello spettro e il loro aspetto dona anche informazioni sul materiale che i raggi hanno dovuto attraversare.  In parole semplici, le osservazioni hanno stabilito la quantità di nichel sintetizzato e inviato verso lo spazio come cobalto: circa il 60% della massa del Sole. Niente male, eh?

Le due linee gamma inviateci dal cobalto 56 (847 e 1238 KeV) nello spettro della SN2014J, ottenute tra i 50 e i 100 giorni dopo l’esplosione. Fonte: Churazov et al., Nature.
Le due linee gamma inviateci dal cobalto 56 (847 e 1238 KeV) nello spettro della SN2014J, ottenute tra i 50 e i 100 giorni dopo l’esplosione. Fonte: Churazov et al., Nature.

Come detto, però, il cobalto fa in fretta a decadere (77 giorni e poi il suo segnale diventa troppo debole). Ha, comunque, lasciato il suo segno nello spettro, anche se  poi si è trasformato velocemente in qualcosa di ben più comune a tutti noi. Il ferro 56, l’isotopo più comune di questo elemento chimico. E’ proprio il ferro che troviamo sulla Terra e nel nostro corpo. Quale prova migliore dell’origine violentissima della nostra esistenza?

Veder formare così lontano ciò che abbiamo intorno a noi, fa sempre un certo effetto...

Lavoro originale QUI

12 commenti

  1. beppe

    Che meraviglia la chimica nucleare!!

  2. e che meraviglie le righe spettrali! Ah... cosa faremmo se gli elettroni non saltassero???!!!!

  3. Pietro

    io non vedo l'ora di iniziare con la spettroscopia. .... forza enzo!!!!

  4. Lucia

    Qualcuno saprebbe spiegarmi molto semplicemente cosa sono le misteriose "bolle di Fermi"??

  5. cara Lucia,
    le bolle sono state osservate da Fermi nel 2010 e sono due gigantesche strutture che si estendono per circa 25 000 anni luce da entrambe le parti del piano della Via Lattea. Probabilmente sono il residuo di un'attività violenta del buco nero centrale risalente a qualche milione di anni fa. In altre parole, il residuo dei getti tipici di un buco nero in piena attività. Avevo scritto qualche cosa a riguardo su astronomia.com. Appena lo trovo lo posto...

  6. Lucia

    GRazie...ma perchè ancora oggi vengono definite un mistero?
    (se ne parla nel numero di Le Scienze di questo mese)

  7. beh.... sicuramente è solo un'ipotesi anche se abbastanza fondata. Per avere la sicurezza bisognerebbe avere visto l'esplosione (ma è molto meglio non esserci stati... :mrgreen: ). Sai, in fondo, è tutto "misterioso" nell'Universo da un certo punto di vista. Comunque le riviste scientifiche divulgative stanno sempre più dando corda ai misteri, alle catastrofi e cose del genere. Anche loro seguono la moda del tempo... Dovrei leggerla...

  8. gioyhofer

    Che meraviglia, tutto il nostro universo si mostra a noi con queste "semplici" righe...
    ma la nebulosità che circonda la stella collassante si dirada sempre nello stesso lasso di tempo?

  9. cara Gio,
    sì, almeno la parte più densa, quella susseguente al "rimbalzo" violentissimo...

  10. Mario Fiori

    Ferro elemento di vita, elemento che fa' letteralmente respirare le nostre cellulle, deriva da un isotopo del cobalto elemento di per se annichilente; èveramente meraviglioso il mistero dellas vita. Mi domando dunque perchè non ce ne dovrebbe essere nell'Universo?

  11. Mario Fiori

    Scusate della vita, non sono diventato iberico.

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