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2006, autunno: "Strane" supernove di tipo Ia
22.09.2006
Gli astronomi le chiamano supernove di tipo Ia, ma secondo quanto affermano i ricercatori del SuperNova Legacy Survey (SNLS) questa specificazione potrebbe non bastare più. L’osservazione della supernova indicata dalla sigla SNLS-03D3bb ha mostrato una luminosità quasi doppia di quella di una tipica rappresentante di questa categoria, ma una energia cinetica dimezzata. Si tratta di una piccola galassia in formazione, satellite rispetto alla più grande galassia visibile nella foto.
Le supernove di tipo Ia trovate finora non sono solo notevolmente luminose ma anche molto uniformi nel grado di luminosità, al punto da essere considerate le migliori “candele standard” per le misurazioni su distanze cosmologiche. Nel 1998, in seguito all’osservazione di molte supernove di tipo Ia distanti, gli astronomi del Supernova Cosmology Project annunciarono la scoperta dell’accelerazione dell’espansione dell’universo, fenomeno attribuito all’azione di una forma sconosciuta “energia negativa” che riempirebbe l’universo.
Le differenze di luminosità riscontrate finora sono state ricondotte a differenti rapporti di carbonio e ossigeno nelle nane bianche progenitrici delle supernove, che producono differenti quantità di nichel nell’esplosione finale. Ma secondo quanto si legge nell'articolo pubblicato sulla rivista "Nature" non è questo il caso della SNLS-03D3bb.
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Lo chiamano «lampo ibrido di raggi gamma» ma in realtà ancora non lo sanno spiegare e quindi ciò che gli astronomi hanno visto resta un'esplosione cosmica misteriosa. A registrare l'enigmatico fenomeno è stato il satellite Swift della Nasa (realizzato anche con partecipazioni dell'agenzia spaziale italiana Asi) ancora il 14 giugno scorso. La stranezza è apparsa subito e per questo il lampo da allora è stato studiato in profondità facendo ricorso sia al telescopio spaziale Hubble sia ai telescopi dell'Eso in Cile e al Gemini South Telescope. Risultato annunciato ieri: non si tratta di un lampo di radiazione gamma tradizionale ma è qualcosa di diverso; che cosa sia però è ancora da stabilire.
I lampi gamma normali rappresentano il fenomeno più violento che si conosca nel cosmo perché nel giro di pochi secondi liberano tanta energia quanta ne diffonderà il Sole nell'arco dell'intera sua esistenza di 10/14 miliardi di anni (ora siamo circa a metà vita). L'ibrido scoperto da Swift con la collaborazione di un gruppo di scienziati italiani guidati dal professor Guido Chincarini dell'Università di Milano e dell'Osservatorio di Brera-Merate, battezzato «GRB060614» si trovava a 1,6 miliardi di anni luce nella costellazione Indus. La sua durata era di 102 secondi inserendosi nella classifica dei lampi gamma lunghi. L'altra categoria è quella dei lampi gamma corti.
«Noi pensiamo – spiega Chincarini - che tutti i lampi gamma di lunga durata siano accompagnati anche dall'esplosione di una supernova mentre i lampi gamma di breve durata non lo siano in quanto dovuti (si pensa) alla collisione di due stelle a neutroni piuttosto che al collasso di una stella massiva che genera lampo e supernova. Tutti i GRB lunghi e vicini nei quali una eventuale supernova poteva essere rivelata (data appunto la piccola distanza) hanno mostrato che la supernova era presente tranne che per quest'ultimo GRB060614».
«Riteniamo – aggiunge lo scienziato - che questo sia dovuto al fatto che la supernova è troppo debole per essere rivelata. Essendo la presenza della supernova rivelata soprattutto dalla luminosità che è dovuta alla presenza del Nikel 56 il quale decade, si pensa che in tal caso il Nikel sia stato intrappolato da un buco nero massivo che ha appunto impedito al fenomeno supernova di mostrarsi in tutta la sua luminosità. La spiegazione più probabile è quella che si tratti di una nuova classe di lampi gamma».
«L'altro estremo – conclude Chincarini - è che si tratti di un lampo gamma corto e dovuto tuttavia non al collasso ma alla collisione di due stelle a neutroni. In questo caso non ci si aspetta la supernova ma solo il buco nero. Io spiegherei il tutto come dovuto a un nuovo tipo di lampo che ci aiuterà molto a capire il fenomeno nel suo complesso». Ma il mistero, dunque, ancora resiste.
Giovanni Caprara, 20 dicembre 2006

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21.12.2006
Si tratta di un evento di lunga durata che in seguito non dà però origine a una supernova
È stata battezzato “lampo di raggi gamma ibrido” lo strano fenomeno di esplosione cosmica di cui riferisce un articolo apparso sulla rivista “Nature”. Così come i lampi ben noti agli astronomi, anche questi sarebbero un segnale della nascita di un nuovo buco nero o di qualcosa di ancora più bizzarro. Non è ancor chiaro, tuttavia, quale tipo di oggetto esploda o si fonda per creare il buco nero. L’ibrido infatti mostra proprietà in comune con i due tipi di lampi di raggi gamma già noti ma altre che non possono essere spiegate con gli attuali modelli teorici.
L’esplosione è stata osservata dal satellite Swift della NASA il 14 giugno scorso e da allora è stato studiato con una decina di telescopi, tra cui anche Hubble, il VLT dell’ESO, il Gemini South Telescope così come da strumenti più piccoli come il Telescopio danese da 1,54 metri situato a La Silla in Chile.
I lampi di raggi gamma sono le esplosioni più energetiche dell’universo e vengono suddivisi in lunghi e brevi. I primi durano più di due secondi e sembrano essere conseguenti al collasso di stelle massicce che danno origine a buchi neri. Le stelle intorno cedono materiale al nuovo buco nero, con un rilascio di energia che può durare molti secondi. La maggior parte di questi lampi provengono dai confini dell’universo visibile. I lampi brevi durano invece da pochi millisecondi fino a due secondi, e sembrano causati dalla fusione di due stelle di neutroni o di una stella di neutroni con un buco nero. Il lampo ibrido, chiamato GRB 060614, è distante da noi 1,6 miliardi di anni luce nella costellazione dell’Indo. È durato 102 secondi, ed è quindi classificato come lampo lungo, ma non mostra le caratteristiche tipiche di una supernova, o esplosione stellare, comunemente osservata poco dopo un lampo lungo.
"Abbiamo raccolto un grande quantità di dati e dedicato molto tempo all’osservazione, ma non riusciamo a immaginare che cosa sia esploso”, ha commentato Neil Gehrels, del Goddard Space Flight Center della NASA, coautore dell’articolo apparso sulla rivista “Nature”. “Tutti i dati sono comunque concordi nel mostrare un'esplosione cosmica fuori dal comune.”
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Grande 150 volte il Sole. Rilevata sia da astronomi sulla Terra che dal telescopio orbitante a raggi X Chandra della Nasa
WASHINGTON - La Nasa ha annunciato l'avvistamento dell'esplosione stellare più luminosa mai registrata, cento volte più potente rispetto all'esplosione di una tipica supernova. La violenta esplosione, rilevata sia da astronomi sul nostro pianeta sia dal telescopio orbitante della Nasa a raggi X Chandra della Nasa, è stata definita «veramente mostruosa» dal responsabile del gruppo di ricercatori Nathan Smith, dell'Università di California, in una ricerca che sarà pubblicata su Astrophysical Journal.
GRANDE 150 VOLTE IL SOLE - «La stella che abbiamo visto esplodere potrebbe essere stata grande circa 150 volte il nostro Sole», ha affermato Smith. «È qualcosa che non avevano mai visto prima». L'esplosione era stata notata inizialmente nel novembre scorso da astronomi del Lick Observatory (in California) e del Keck Observatory (Hawaii). «Di tutte le stelle che abbiamo osservato esplodere questa era indubbiamente la regina», ha affermato l'astronomo Alex Filippenko. «Siamo rimasti stupefatti nel constatare quanto sia stata luminosa e quanto sia durata».
A 240 MILIONI DI ANNI LUCE - L'esplosione della Supernova, battezzata SN 2006gy, è avvenuta nella galassia 1.260, a circa 240 milioni di anni luce dalla Terra. Per gli scienziati quella registrata è «la morte di una stella massiccia, probabilmente situabile in una classe a parte». L'esplosione individuata presenta alcune somiglianze con la stella Eta Carinae che, secondo alcuni esperti, è destinata prima o poi a esplodere. Ma Eta Carinae si trova soli a 7.500 anni luce dalla Terra e l'esplosione di questa stella potrebbe rivelarsi «il miglior spettacolo nella storia della civiltà moderna», secondo l'astronomo Mario Livio.
08 maggio 2007 link

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Era il 16 ottobre 2004 quando Koichi Itagaki, un astrofilo giapponese, osservando con il suo telescopio amatoriale una remota galassia, UGC4904, vide comparire un oggetto luminoso. Un bagliore effimero: dopo appena qualche giorno, era già scomparso. Ma si trattava solo di attendere. Due anni più tardi, nella stessa identica posizione, a circa 78 milioni di anni luce da noi, ha infatti luogo l’esplosione catastrofica e violentissima di una stella supermassiccia. Esplosione che dà origine alla Supernova SN2006jc.
Mai prima d’ora era stato osservato un evento simile. Un caso, una coincidenza? Oppure, quel lampo poteva essere stato il segnale premonitore - non previsto da alcuna teoria astrofisica - dell’imminente esplosione che segna la fine del processo evolutivo delle stelle di grande massa? Un gruppo di ricercatori dell’INAF, insieme a colleghi europei ed asiatici, ha voluto vederci chiaro. E ha dato immediatamente inizio a una campagna di osservazioni, utilizzando numerosi telescopi sparsi per il mondo, tra i quali quelli dell’Osservatorio Astrofisico di Asiago e il Telescopio Nazionale Galileo alle Canarie, entrambi dell’INAF.
Il confronto tra le immagini del 2004 e quelle del 2006 avvalora l’ipotesi che il lampo del 2004 sia stato emesso dallo stesso corpo celeste che ha generato SN2006jc: una stella di tipo Wolf-Rayet, ovvero una stella supermassiccia (inizialmente pari a 60-100 volte la massa del Sole) giunta nella fase finale della sua evoluzione con un’atmosfera priva di idrogeno.
I risultati di questa inattesa scoperta sono stati pubblicati su Nature, in un articolo firmato da un’équipe internazionale di astronomi coordinati da Andrea Pastorello, oggi all’Università di Belfast dopo aver conseguito il dottorato all’Università di Padova.
"Il bagliore osservato nel 2004 - spiega Massimo Turatto dell’INAF Osservatorio Astronomico di Padova, uno tra gli autori dello studio - sarebbe stato prodotto da un enorme aumento di energia associato a una fase di grande instabilità, che ha preceduto l’esplosione finale di SN2006jc. La stella stava perdendo gli strati più esterni della sua atmosfera, in gran parte composti di idrogeno ed elio, attraverso il meccanismo detto 'di vento stellare'. La conferma di questo scenario è fornita proprio dalle accurate osservazioni di SN2006jc ottenute con i telescopi dell’INAF".
Ora, gli astrofisici ipotizzano che quello di SN2006jc potrebbe non essere un caso isolato. "Analizzando il nostro vasto archivio di osservazioni di Supernovae - continua infatti Turatto - abbiamo individuato altri oggetti che mostrano caratteristiche simili a quelle di SN2006jc, e che erano stati genericamente classificati come 'peculiari' per la scarsezza dei dati. Potremmo dunque essere di fronte ad una nuova categoria di oggetti celesti, oggetti in grado di fornirci nuove indicazioni per migliorare le attuali teorie sulle fasi finali dell’evoluzione delle stelle di grande massa".
22 giugno 2007 link

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Misurare l’estensione dell’Universo è, da sempre, uno dei compiti più difficili e dibattuti dell’astronomia , e richiede osservazioni sempre più accurate, condotte con gli strumenti più sofisticati sia da Terra che dallo spazio. Gli astronomi hanno trovato nelle supernovae di tipo Ia, veri fari campione visibili fino ai più lontani angoli del cosmo, un prezioso "alleato" per questo ambizioso obiettivo, ma finora vi erano alcune incertezze sui meccanismi fisici che innescano l’esplosione e quindi sul considerare questi oggetti come affidabili "metri cosmici". Oggi, grazie ad un accurato lavoro condotto con i telescopi dell’European Southern Observatory, ESO, da una équipe internazionale di ricercatori guidata da astronomi italiani che lavorano o si sono formati presso l’INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, molti di questi dubbi potrebbero essere cancellati. E’ stata infatti osservata per la prima volta la presenza di gas che circondava una stella prima che esplodesse come supernova. Questa scoperta avvalora l’ipotesi che l’esplosione sia avvenuta in un sistema composto da due stelle in orbita una intorno all’altra, in cui una, più piccola e densa (una nana bianca) "aspira" il gas dalla sua "compagna", più estesa e con un’atmosfera assai rarefatta (una gigante rossa). Accumulandosi sulla nana bianca, il gas ne innesca il collasso gravitazionale e quindi l’immane esplosione in supernova. E, vista l’assoluta "normalità" dell’oggetto studiato, è assai probabile che questo sia il meccanismo che determina l’esplosione di tutte le supernovae Ia. Capire la natura di questi fenomeni permetterà di utilizzare con maggiore sicurezza e precisione questi veri e propri "fari campione" per la misura di distanze e dimensioni dell’Universo. La scoperta è stata pubblicata su Science Express, il portale web della rivista Science.
La scoperta è nata grazie ad una articolata campagna osservativa per SN 2006X, una supernova di tipo Ia esplosa nella galassia denominata Messier 100, distante circa 70 milioni di anni luce da noi. Le misure, condotte in un arco di quattro mesi e realizzate principalmente con lo strumento UVES (Ultaraviolet and Visual Echelle Spectrograph) installato al Very Large Telescope dell’ESO sulle Ande cilene, hanno permesso di osservare intorno alla stella che è esplosa come supernova una serie di "bolle" concentriche di gas espulse da un stella compagna, classificata come gigante rossa. Dai dati raccolti, la nuvola di gas ha dimensioni dell’ordine di 0.05 anni luce, ossia circa 3.000 volte la distanza tra la Terra e il Sole, si muove con una velocità di quasi 200.000 km l’ora e sarebbe stata espulsa dalla stella compagna di SN 2006X mezzo secolo prima dell’esplosione. La presenza di questa nuvola di gas è una delle previsioni della teoria nel caso la stella compagna della supernova sia effettivamente una gigante rossa. Dopo anni di tentativi, questa è la prima volta che la presenza del gas viene definitivamente dimostrata. Il caso di SN 2006X è emblematico perché i ricercatori hanno dimostrato che questa è una supernova di tipo Ia assolutamente normale e lo stesso si può dire per il suo meccanismo di esplosione.
10 agosto 2007 link

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Un lampo di raggi gamma (gamma-ray burst) associato a un'emissione di energia di intensità mai osservata prima è stato individuato dai ricercatori del Fermi Gamma-ray Space Telescope (FGST), che grazie alla collaborazione di un'altra serie di centri di ricerca internazionali, hanno potuto ricavarne le straordinarie caratteristiche, di cui danno conto in un articolo pubblicato su Science Express.
"I meccanismi dei burst di queste energie sono ancora poco compresi", ha osservato Peter Michelson, uno dei direttori della ricerca. L'esplosione, classificata con la sigla GRB 080916C, è avvenuta nella notte fra il 15 e il 16 settembre scorso nella costellazione Carina, facendo registrare nelle varie gamme dello spettro emissioni di energia varianti fra le 3000 e i cinque milioni di volte quella nella luce visibile.
Jochen Greiner, del Max Planck Institut per la fisica extraterrestre ha potuto calcolare che l'esplosione è avvenuta a 12,2 miliardi di anni luce dalla Terra grazie ai dati raccolti dal Gamma-Ray Burst Optical/Near-Infrared Detector (GROND) del telescopio da 2,2 metri dello European Southern Observatory a La Silla, in Cile.
Avendo a disposizione la distanza a cui è avvenuta l'esplosione, il gruppo di ricercatori del FGST ha potuto calcolare che la sua potenza è stata superiore a quella di 9000 supernove ordinarie, e che il gas sospinto dall'emissione di raggi gamma si è inizialmente espanso a una velocità pari al 99.9999 per cento della velocità della luce.
Oltre che per la sua intensità, il burst ha sorpreso gli astronomi anche per un insolito ritardo fra le emissioni a energia più bassa e quelle a energia più alta, portandoli a speculare sulle possibili cause del fenomeno. Per quanto variabile da burst a burst, l'ambiente circostante al punto dell'esplosione è sempre molto complesso e in genere comprende i resti di un'esplosione stellare, un imponente campo magnetico, un buco nero e un vasto insieme di particelle in accelerazione verso di esso. Secondo alcuni ricercatori il ritardo osservato potrebbe essere spiegato dalla particolare conformazione di questa struttura dell'ambiente, per cui i raggi gamma ad alta e a bassa energia "verrebbero da differenti parti dei getti, e sarebbero creati da meccanismi differenti".
In alternativa, il ritardo potrebbe essere dovuto all'enormità del viaggio compiuto dai raggi gamma per raggiungersi: se la teoria della gravità quantistica fosse corretta, lo spazio a piccolissima scala non avrebbe una struttura liscia, ma formerebbe una sorta di "schiuma quantistica" attraverso la quale i raggi gamma di minore energia riuscirebbero a viaggiare, sia pur di pochissimo, più rapidamente degli altri. Gli oltre 12 miliardi di anni luce percorsi avrebbero reso però la differenza dei tempi di percorrenza sufficientemente elevati da poter essere rilevati. Se fosse vera quest'ultima ipotesi, i ritardi fra i picchi dovrebbero variare in funzione della distanza dell'evento. I ricercatori sperano quindi di poter osservare altri burst di energia analoga per poter testare la teoria della gravità quantistica. (gg)
(20 febbraio 2009) Le Scienze S.p.A.

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I cosmologi dell'Università della California a Irvine hanno trovato due supernove più lontane di qualunque altro oggetto dello stesso tipo noto finora utilizzando una nuova tecnica che in futuro potrebbe consentire di osservare stelle morenti ai confini dell'universo: sono infatti distanti da noi 11 miliardi di anni luce, contro i 6 miliardi di anni luce della più lontana di cui si aveva notizia finora.
Il metodo ha potenzialmente la capacità di permettere agli astronomi di studiare alcune delle prime supernove e di ottenere nuove informazioni sulla formazione delle galassie e sulla loro evoluzione nel tempo. Una supernova si verifica quando una stella molto massiccia (più di otto volte quella del Sole) muore dando luogo a una potente esplosione. Jeff Cooke, primo autore dell'articolo apparso sulla rivista "Nature", si interessa in particolare delle stelle di dimensioni maggiori, tra 50 e 100 volte la massa del Sole, che espellono parte della loro massa nello spazio circostante prima di morire. Quando infine esplodono, la materia circostante emette luce per per tempi lunghi.
Tipicamente, i cosmologi trovano le supernove confrontando le immagini di una stessa regione di cielo ottenute in tempi diversi e cercando le differenze: ogni nuova luce indica una supernova. Cooke si è invece basato su una nuova idea: ha infatti mescolato foto riprese nel corso di un anno e le ha poi confrontate con le immagini relative agli anni precedenti. "Mettendole insieme tutte, è possibile arrivare più in profondità nello spazio, e accorgersi anche degli oggetti con la radiazione più debole", ha spiegato Cooke. "E' come quando con una fotocamera si lascia aperto l'otturatore per un tempo lungo: si raccoglie più luce con una lunga esposizione". Utilizzando le immagini del Canada-France-Hawaii Telescope delle Hawaii, Cooke ha trovato quattro presunte supernove, osservate poi con il telescopio Keck per analizzare più nel dettaglio lo spettro della radiazione emessa da ciascun oggetto e confermare che si tratta in effetti di questo tipo di oggetti. "L'universo ha 13,7 miliardi di anni, perciò stiamo osservando alcune delle stelle di più antica formazione", ha concluso Cooke. (fc)
(09 luglio 2009) Le Scienze S.p.A.

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