MADRID, 21 (EUROPA PRESS)
Secondo uno studio che utilizza dati spettrali del WM Keck Observatory e pubblicato su Nature, una rara esplosione stellare ha rivelato un nucleo di elementi pesanti che mette in discussione le teorie su come vivono e muoiono le stelle massicce.
A questo proposito, l'autore principale e ricercatore associato Steve Schulze del Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA) presso la Northwestern University ha affermato: "Questa è la prima volta che una stella viene osservata praticamente ridotta alle sue fondamenta" e osserva che "ciò mostra come sono strutturate le stelle e dimostra che possono perdere molto materiale prima di esplodere".
"Non solo possono perdere i loro strati più esterni, ma possono anche essere ridotti al nucleo e produrre comunque una brillante esplosione che possiamo osservare da molto, molto lontano", ha sottolineato.
I ricercatori spiegano che quando esplodono stelle massicce, gli astrofisici in genere trovano forti tracce di elementi leggeri, come idrogeno ed elio. Ma la supernova appena scoperta, chiamata SN 2021yfj, ha mostrato una diversa firma chimica contenente silicio, zolfo e argon, suggerendo che abbia perso i suoi strati esterni di idrogeno, elio, carbonio, ossigeno, neon e magnesio, esponendo gli strati interni ricchi di silicio e zolfo immediatamente prima dell'esplosione.
Gli astronomi hanno a lungo ipotizzato che le stelle massicce abbiano una struttura a strati simile a quella di una cipolla, con gli elementi più leggeri negli strati più esterni e quelli progressivamente più pesanti verso il centro.
Ma la scoperta di SN 2021yfj fornisce una prova diretta della stratificazione interna nelle stelle giganti. Offre anche uno sguardo "senza precedenti" all'interno di una gigante stellare, catturato pochi istanti prima della sua morte esplosiva, afferma l'Osservatorio.
A questo proposito, Adam Miller, professore associato di fisica e astronomia alla Northwestern e autore senior dello studio, ha aggiunto: "Questa stella la dice lunga su come le idee e le teorie sull'evoluzione stellare siano troppo limitate". "Non è che i nostri libri di testo siano sbagliati, ma è chiaro che non coprono appieno tutto ciò che accade in natura. Devono esserci percorsi più esotici per la fine della vita di una stella massiccia che non sono stati considerati", ha affermato.
Pertanto, l'Osservatorio spiega che, con una massa da 10 a 100 volte maggiore di quella del Sole, le stelle massicce si alimentano tramite fusione nucleare. In questo processo, "l'intensa pressione e il calore estremo" nel nucleo stellare causano la fusione di elementi più leggeri, generandone di più pesanti.
Con l'evoluzione della stella, gli elementi più pesanti vengono bruciati progressivamente nel nucleo, mentre gli elementi più leggeri vengono bruciati in una serie di strati attorno al nucleo. Questo processo continua, dando origine infine a un nucleo di ferro. Quando il nucleo di ferro collassa, innesca una supernova o forma un buco nero.
"Le stelle subiscono instabilità molto forti", ha detto Schulze. "Queste instabilità sono così violente che possono causare la contrazione della stella. Poi, improvvisamente, rilascia così tanta energia da perdere i suoi strati esterni. Questo può accadere più volte", ha spiegato.
Questi scienziati hanno scoperto SN 2021yfj nel settembre 2021 utilizzando la Wide Field Camera presso la Zwicky Transient Facility (ZTF) sul Monte Palomar, nella California meridionale. Dopo aver analizzato i dati della ZTF, Schulze ha rilevato un oggetto estremamente luminoso in una regione di formazione stellare a 2,2 miliardi di anni luce dalla Terra. Schulze e Miller hanno quindi cercato di ottenere lo spettro dell'oggetto per determinare quali elementi fossero presenti nell'esplosione.
Gli scienziati hanno notato che, invece del carbonio e dell'ossigeno tipici di altre supernovae prive di carbonio, lo spettro era dominato da forti segnali di silicio, zolfo e argon. La fusione nucleare produce questi elementi più pesanti nelle profondità di una stella massiccia durante le sue fasi finali di vita.
"Questa stella ha perso gran parte del materiale prodotto nel corso della sua vita. Pertanto, siamo riusciti a vedere il materiale formatosi solo nei mesi precedenti la sua esplosione. Deve essere accaduto qualcosa di molto violento per causare questo", ha detto Schulze.
"Non comprendiamo ancora appieno come la natura abbia creato questa particolare esplosione. Questa stella sottolinea la necessità di scoprire altre supernovae di queste rare dimensioni, in modo da poter continuare a studiarle", ha concluso Miller.
