14/08/15

Supernove anticipate e senza casa **

Quella che sto per raccontarvi è una bellissima avventura galattica che vede coinvolti molti attori: due galassie, due buchi neri, due nane bianche, un po’ di onde gravitazionali e una strana supernova. L’avventura sembra essere confermata da una serie di dati osservativi collezionati a partire dal 2000 e rende, forse, ancora più critico il discorso relativo alle candele cosmiche.

E’ ormai noto a tutti che le galassie subiscono frequentemente collisioni tra loro e questo capita soprattutto quando abitano in una città molto popolosa, come un ammasso. A parte i bellissimi balletti dei gruppi di stelle e delle strisce di gas e polvere che caratterizzano queste unioni, la parte più importante dell’incontro si gioca nella zona centrale, dove i motori galattici si affrontano a singolar tenzone. I due buchi neri galattici iniziano il loro gioco di coppia che li porterà a unirsi (o a far sì che un dei due venga scaraventato nel vuoto cosmico dall'altro, come e perché ciò accada lo abbiamo spiegato QUI). Uno spettacolo che “attira” sicuramente molti visitatori e qualcuno di loro, sbagliando probabilmente il calcolo della distanza di sicurezza, si avvicina troppo ai due duellanti. Sappiamo già che un solo buco nero è capace di lanciare come una fionda una stella al di là dei confini della sua galassia. Figuriamoci cosa possono fare due mostri in piena attività. In poche parole, non è molto difficile che un sistema stellare doppio venga scacciato per sempre dalla sua casa cosmica e mandato a vivere isolato nello spazio intergalattico, ben lontano dal luogo di nascita.

Fin qui niente di veramente strano.

Analizzando i dintorni di galassie di questo tipo si è osservato, però, un numero anomalo di supernove  create da stelle lontane da casa. Stelle probabilmente scacciate a causa di quanto detto prima. Tuttavia, sorge un problema… Le galassie di questo tipo sono solitamente molto vecchie, così come devono essere piuttosto vecchie le sue stelle. Sembrerebbe decisamente strano che siano cacciate stelle che siano proprio vicinissime al momento dell’esplosione in supernova, soprattutto in una galassia che sta formando ben poche stelle.

Torniamo allora al nostro sistema binario troppo curioso. Esso potrebbe essere formato da stelle piuttosto anziane, ma che non avevano nessuna intenzione di concludere la loro vita come supernove e -sopratutto- non adesso!. Magari erano due nane bianche che avrebbero ancora vissuto per miliardi di anni a guardarsi in faccia e chissà quando avrebbero deciso di unirsi insieme.

Tuttavia, l’incontro con i buchi neri e la cacciata da casa ad altissima velocità (milioni di chilometri all’ora) crea non pochi problemi alla stabilità dinamica del sistema. Tra colpi gravitazionali e spostamenti di momento angolare, l’orbita potrebbe facilmente stringersi aumentando sempre più la produzione di onde gravitazionali. Onde gravitazionali inviate nello spazio vogliono dire perdita di energia del sistema che si avvicina sempre di più. Le stelle sono ormai troppo piccole per riempire i lobi di Roche e scambiarsi materia. E’ molto più facile che entrino i gioco le forze mareali e in questo gioco di tira e molla una delle due può perdere qualche pezzo, anche non indifferente, che cadrebbe sulla compagna più massiccia. Beh… il processo lo conosciamo bene: se una nana bianca supera un certo limite di massa non può che esplodere come supernova.

Lo scenario che porta un sistema binario vagabondo a formare anzitempo una supernova. 1) Un paio di buchi neri galattici si avvicinano durante una collisione galattica. 2) Un sistema doppio stellare si accosta troppo per assistere a questa danza di giganti. 3) I buchi neri catapultano il sistema troppo curioso al di fuori della galassia e avvicinano le due stelle tra loro. 4) Le stelle scacciate si avvicinano sempre di più a causa della perdita di energia dovuta all’emissione di onde gravitazionali. 5) Le forze mareali fanno sì che la stella più massiccia “strappi” un pezzo della compagna. 6) L’improvviso e inaspettato aumento di massa permette alla stella di esplodere come supernova. Fonte: NASA, ESA, and P. Jeffries and A. Feild (STScI)
Lo scenario che porta un sistema binario vagabondo a formare anzitempo una supernova. 1) Un paio di buchi neri galattici si avvicinano durante una collisione galattica. 2) Un sistema doppio stellare si accosta troppo per assistere a questa danza di giganti. 3) I buchi neri catapultano il sistema troppo curioso al di fuori della galassia e avvicinano le due stelle tra loro. 4) Le stelle scacciate si avvicinano sempre di più a causa della perdita di energia dovuta all’emissione di onde gravitazionali. 5) Le forze mareali fanno sì che la stella più massiccia “strappi” un pezzo della compagna. 6) L’improvviso e inaspettato aumento di massa permette alla stella di esplodere come supernova. Fonte: NASA, ESA, and P. Jeffries and A. Feild (STScI)

Una supernova, però, che assomiglia a quelle di tipo Ia, ma che nasce in modo un po’ diverso. In realtà, queste supernove sono molto “blande” e producono una grande quantità di calcio, ma pochi elementi più pesanti, quelli tipici delle supernove, come il ferro e il nichel. Supernove a mezzo servizio? Sembrerebbe di sì, dato che anche il materiale espulso sembra essere assai modesto.

Non vorrei che nascessero nuovi problemi per le supernove di tipo Ia, se al loro interno si nascondessero esplosioni di minore entità di quanto ci si aspetta. Una ricerca appena iniziata e tutta da approfondire. Tuttavia, abbiamo scoperto una nuova proprietà dei buchi neri galattici, soprattutto se sono in coppia: sveltire o -addirittura- inventarsi la formazione di supernove.

Mah… cosa farebbe l’Universo senza questi “cannibali” così  attivi e fantasiosi?

Articolo originale QUI

4 commenti

  1. Mario Fiori

    E' vero Enzo i Buchi Neri sono sempre più importanti nell'Universo. Si avvicina, a mio parere, la possibilità che siano loro il vero motore cosmico, altro che materia oscura.
    Comunque, domanda : sitratta di individuare un'altra categoria di supernove? Mannaggia alla umana mania di catalogare.
    Da domani Enzo vado in ferie , ci risentiamo dal 1 Settembre. Buone ferie o permanenza (per chi le ha già fatte) a tutti e Buon Ferragosto.

  2. caro Mario,
    in qualche modo erano già state catalogate come supernove "deboli", ma adesso potremmo conoscere meglio la loro vera essenza, al di là di schemi e di elenchi...

    Ti auguro buone e meritate ferie. Io anche vado via un po' di giorni dopodomani e spero di incontrare la nostra magnifica Giorgia! Poi, il 1 settembre (incrociando le dita, dato che il braccio di Barbara fa sempre dannare), dovremmo essere in Sardegna fino al 26 o 27...

    Di tanto in tanto, però, mi sentirete! Non posso abbandonare il circolo... :-P

  3. Daniela

    Si conosce il motivo per cui non si formano elementi pesanti? Forse non si raggiungono i necessari valori di temperatura e pressione?

  4. cara Dany,
    no, non è chiaro... Assomigliano alle supernove di classe Ib che hanno perso gran parte del loro inviluppo di idrogeno e che danno luogo a elevate emissioni di calcio, ma non di ferro. La loro curva di luce assomiglia abbastanza a quelle di tipo Ia, ma la luminosità è minore e spostata verso il rosso. I motivi non sono chiari, ma sono sicuramente fonte di "disturbo" per le candele standard se non vengono riconosciute come "diverse". La scarsa luminosità potrebbe dipendere dalla mancanza di idrogeno, ma le altre reaazioni sono ancora abbastanza misteriose...

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