Ago 23

!! Il flash ultravioletto: una rivoluzione per le supernove Ia e per l’espansione dell’Universo? **

Questo articolo è stato inserito nella RACCOLTA dedicata agli studi più recenti sulle supernove Ia, che stanno facendo vacillare la certezza sulla loro luminosità standard, sulla quale poggiano le misurazioni circa l'espansione dell'Universo.

 

Abbiamo parlato spesso, negli ultimi tempi, di supernove di tipo Ia (cercate sotto “supernove”) e abbiamo riportato studi che sempre più avvicinano a uno scenario ben diverso da quello previsto fino a poco tempo fa. Uno scenario che potrebbe cambiare le idee sull’accelerazione dell’Universo e sull’energia oscura.

Fino a poco tempo fa si consideravano plausibili due sistemi che potessero portare all’esplosione di supernove di tipo Ia. Il primo ipotizzava una nana bianca, in compagnia di una stella evoluta, a cui strappava il materiale per raggiungere la massa critica e quindi l’esplosione. Il secondo si riferiva all’unione di due nane bianche e quindi a un massa finale sufficiente per l’esplosione. Anche in modo molto “naif” potremmo pensare che mentre il primo caso ha un limite ben preciso che viene raggiunto lentamente e sicuramente, il secondo dà luogo  a un risultato abbastanza impreciso. Mi spiego meglio…

Se la nana bianca continua a mangiare materiale dalla sorella deve per forza arrivare al limite critico in modo per così dire “lento”. Le famose 1.4 masse solari sono sicuramente raggiunte con precisione. Se le nane bianche sono due, ed entrambi inferiori alla massa critica, la loro unione può portare, invece, a una massa inferiore o superiore alla massa critica. Ne consegue che, nel secondo caso, la massa finale può superare anche di molto quella critica, senza una lenta e continua crescita.

Non è difficile pensare che i due fenomeni possano portare a risultati diversi della luminosità assoluta della supernova: considerarli entrambi alla stessa stregua di candele cosmiche sarebbe molto azzardato.

Sarebbe perciò fondamentale poter sapere quale sia il vero meccanismo di formazione delle supernove di tipo Ia. Solo il primo metodo, solo il secondo o entrambi? Nell’ultimo caso rischieremmo di mischiare mele con arance e tutte le stime di distanze, di accelerazione dell’espansione e, di conseguenza, di energia oscura, sarebbero da rivedere con grande attenzione.

Il problema era che le nane bianche non sono oggetti facili da vedere e nemmeno la loro eventuale compagna. Essa, oltretutto, sembrava interessare solo come fornitrice di materia. Dopo l’esplosione riprendeva interesse solo per capire se venisse scacciata o riuscisse a rimanere vicino al fuoco d’artificio della sorella. E, invece, la sua presenza può essere evidenziata attraverso opportune osservazioni.

Basta stare molto attenti al lampo ultravioletto. Si è visto, infatti, che l’urto della materia, espulsa dalla supernova, contro la compagna dà luogo a una fiammata ben visibile nell’ultravioletto. Non tutte le supernove di tipo Ia la mostrano e ne consegue che la doppia possibilità (furto di materia e unione) sembra essere la norrma. Sono necessari studi diretti verso la scoperta di questo flash che si può notare anche dopo l’evento, senza, però, perdere troppo tempo…

Due metodi, finalmente controllabili direttamente, e due tipi di supernove considerate dello stesso tipo per la misura delle distanze cosmiche che potrebbero non esserlo. Una vera e propria rivoluzione che può spaventare molti gruppi di ricerca. Sarà forse per questo che se ne parla poco? Soprattutto tra coloro che vedono nell’energia oscura una fonte di carriera…

Notizie aggiuntive QUI

I due metodi a confronto. Oggi sappiamo che esistono entrambi e sembra anche che il risultato non debba essere proprio lo stesso. L’energia oscura sta tremando…
I due metodi a confronto. Oggi sappiamo che esistono entrambi e sembra anche che il risultato non debba essere proprio lo stesso. L’energia oscura sta tremando…

6 commenti

  1. Paolo

    Caro Enzo, una piccola domanda.

    Il problema mi sembra che sia quello di distinguere le supernove di tipo Ia in due diverse categorie, con differenti comportamenti.

    Ammettiamo di usare come candele standard solo la categoria delle supernove determinate da un lento processo di accrescimento della nana bianca a danni della compagna.

    I due fenomeni sarebbero comunque distinguibili verificando la presenza o meno di un particolare lampo ultravioletto (che indica la presenza di una compagna ed esclude che la causa sia la fusione tra le due stelle).

    Ammettiamo quindi di depennare dalle misure eseguite tutte le supernove di tipo Ia non associate ad un lampo ultravioletto, ottenendo così misure più “precise” ma con un minor numero di dati a disposizione (solo una parte delle supernove di tipo Ia) .

    La domanda è se nei dati archiviati è possibile verificare la presenza o meno di un lampo ultravioletto, oppure se bisognerebbe ricominciare tutto da capo.

    Paolo

  2. Il problema sta proprio lì Paolo... nessuno ha mai cercato di vedere se capitasse qualcosa alla compagna. Anche stavolta è stato un caso che ha sollevato il problema... D'ora in poi si starà molto attenti, usando lunghezze d'onda che magari prima venivano tralasciate. Può darsi, comunque, che qualcosa si trovi negli archivi... Ci stanno lavorando a fondo :)

  3. Alvermag

    Ciao Paolo.
    L'argomento mi interessa molto e quindi mi associo alla tua domanda.

    Stando a quanto ha scritto Enzo sembra che il flash UV sia ancora rilevabile per un certo periodo dopo l'evento; immagino che la "curva di luce" presenti un massimo oltre il quale si verifica una diminuzione più o meno ripida della funzione. Allora immagino che il flush sia rilevabile a queste condizioni:

    1. lo strumento utilizzato sia, ovviamente, sensibile alla radiazione UV;
    2. il rilievo sia stato condotto quando l'intensità del flusso misurato era ancora al di sopra della sensibilità dello strumento.

    Sarebbe interessante sapere per quanto tempo la "visibilità" potrebbe essere assicurata.
    Mi rendo conto di aver scritto delle banalità ma non posso essere sempre originale! :mrgreen:

    Volevo chiedere ad Enzo se sono possibili altre situazioni capaci di dare luogo alle supernovae Ia. Non si potrebbe avere la fusione di due stelle in sequenza principale, magari di grande massa? Una perturbazione esterna potrebbe modificare l'orbita della coppia mandandole l'una contro l'altra. Se fossero, ad esempio, due stelle da 20 masse solari ciascuna si avrebbe un fenomeno energeticamente parossistico.
    Sarebbe probabilmente un fenomeno relativamenre raro ma, suppongo, possibile.

    Sbaglio Enzo?

  4. caro Alvy,
    la durata del fenomeno è ancora tutto da studiare e dipende ovviamente dalle modalità di espulsione degli strati esterni.
    Il fenomeno che descrivi è quello che causa le "vagabonde blu", stelle di sequenza che, unendosi, incrementano il loro contenuto di combustibile e sembrano ringiovanire. Per arrivare alle condizioni di supernova è necessario che una delle stelle sia priva di idrogeno o che, almeno, sia ormai in condizioni di non riuscire a vivere da sola. Detto in parole povere: se sei ancora vivo l'acquisto di idrogeno ti fa vivere di più, se sei morto causa solo un aumento di massa che porta al collasso. Non per niente, prima delle supernove si verificano spesso le nove, capaci ancora di bruciare l'idrogeno in superficie, dato che la massa è insufficiente a farle collassare. Ma se è troppo, la gravità ha il sopravvento...
    Prendilo come un discorso molto "naif"... mi raccomando... :wink:

  5. marco

    scusi proff,
    devo essermi perso un passaggio. mi ricordavo di qualcosa che aveva scritto lei in proposito e sono andato a riguardare l'infinito teatro del cosmo pag 157:

    sappiamo che le nane bianche difficilmente superano un valore di 0.6 0.7 masse solari... ....anche loro ( le fusioni) si possono usare con buona confidenza come candele standard. una bella fortuna...

    considerando poi un valore massimo di 2.6, caso molto estremo, mi stupisce che oggi si arrivi addirittura a mettere in discussione l'accelerazione dell'espansione...

  6. caro Marco,
    quelle erano le idee che sembravano assodate fino a poco tempo fa... L'astrofisica continua a evolversi e a scoprire nuovi fenomeni e nuove situazioni. La doppia natura delle Ia è cosa recentissima e la spiegazione potrebbe proprio risiedere nei due metodi di formazione che, prima, sembravano non poter dare risultati sensibilmente differenti.

    Il caso massimo di 2.6 (che penso sia estremamente raro) è proprio ciò che potrebbe inficiare l'energia oscura: massa diversa per dar luogo a supernove tra stelle degeneri. Una luminosità diversa dato che la massa è diversa e non standard...

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