Tre decenni fa, gli astronomi osservarono una delle esplosioni stellari più catastrofiche degli ultimi 400 anni. La supernova titanica, denominata Supernova 1987A (SN 1987A), divenne luminosa quanto 100 milioni di soli per diversi mesi dopo la sua scoperta, avvenuta il 23 febbraio 1987.
Da quel primo avvistamento, la SN 1987A ha continuato ad affascinare gli astronomi con il suo magnifico spettacolo di luce. Situata nella vicina Grande Nube di Magellano, è la più vicina esplosione di supernova osservata in centinaia di anni e la migliore opportunità per gli astronomi di studiare le fasi prima, durante e dopo la morte di una stella.
Per commemorare il trentunesimo anniversario della SN 1987A, sono state rilasciate nuove immagini, filmati time-lapse, un’animazione basata sui dati ottenuti da Salvatore Orlando all’INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo e un modello tridimensionale. Combinando i dati provenienti dall’Hubble Space Telescope e dall’Osservatorio a raggi X Chandra, oltre che dal radiotelescopio ALMA, gli astronomi – ed il pubblico – possono esplorare SN 1987A come mai prima.
Hubble ha ripetutamente osservato SN 1987A dal 1990, accumulando centinaia di immagini e Chandra ha cominciato ad osservare SN 1987A poco dopo il suo lancio nel 1999. L’ALMA, un potente array di 66 antenne, sta raccogliendo dati a lunghezze d’onda millimetriche e sub-millimetriche ad alta risoluzione su SN 1987A il suo inizio.
“I 30 anni di osservazioni della SN 1987A sono importanti perché forniscono informazioni sulle ultime fasi dell’evoluzione stellare”, ha affermato Robert Kirshner del Centro di Astrofisica di Harvard-Smithsonian a Cambridge, Massachusetts.
Gli ultimi dati di questi potenti telescopi indicano che SN 1987A ha superato una soglia importante. L’onda d’urto della supernova si sta muovendo al di là del denso anello di gas prodotto alla fine della vita della stella pre-supernova, quando un vento stellare veloce si è scontrato con un vento più lento generato quando era una gigante rossa, una fase precedente dell’evoluzione della stella. Quello che sta al di là dell’anello è poco conosciuto attualmente e dipende dai dettagli dell’evoluzione della stella quando era una gigante rossa.
Una supernova come SN 1987A può rimescolare il gas circostante ed innescare la formazione di nuove stelle e pianeti. Il gas da cui si formano queste stelle e pianeti sarà arricchito da elementi quali il carbonio, l’azoto, l’ossigeno e il ferro, i componenti fondamentali della vita. Questi elementi sono forgiati all’interno della stella pre-supernova e durante l’esplosione di supernova, per poi disperdersi nella loro galassia ospitante durante l’espansione dei resti di supernova. Gli studi continui di SN 1987A dovrebbero dare una visione unica alle prime fasi di questa dispersione.
Alcuni punti di rilievo degli studi che coinvolgono questi telescopi includono:
Gli studi di Hubble hanno rivelato che il fitto anello di gas intorno alla supernova è visibile in luce ottica ed ha un diametro di circa un anno di luce. L’anello era lì almeno 20.000 anni prima che la stella esplodesse. Un lampo di luce ultravioletta proveniente dall’esplosione ha acceso il gas nell’anello per decenni.
La struttura centrale visibile all’interno dell’anello nell’immagine di Hubble è ormai cresciuta alle dimensioni di circa mezzo anno-luce. Più evidenti sono due macchie di detriti al centro del residuo di supernova che si allontanano l’uno dall’altro alla velocità di circa 35 milioni di km/h.
Dal 1999 al 2013, i dati di Chandra hanno mostrato un anello di emissione di raggi X in espansione, sempre più brillante. L’onda d’urto dall’esplosione originale, attraversandolo, ha riscaldato l’anello di gas che circondava la supernova, producendo emissioni a raggi X.
Tuttavia negli ultimi anni, l’anello ha smesso di diventare più luminoso nei raggi X. A partire da febbraio 2013 fino all’ultima osservazione di Chandra analizzata a settembre 2015, la quantità totale di raggi X a bassa energia è rimasta costante. Inoltre, la parte inferiore sinistra dell’anello ha cominciato a svanire. Questi cambiamenti forniscono la prova che l’onda d’urto dell’esplosione è passata oltre l’anello in una regione con gas meno densi. Questo rappresenta la fine di un’era per SN 1987A.
A partire dal 2012, gli astronomi hanno usato ALMA per osservare i resti ardenti della supernova, studiando come il residuo stia effettivamente forgiando grandi quantità di polvere dai nuovi elementi creati nella stella progenitrice. Una porzione di questa polvere entrerà nello spazio interstellare e potrà diventare il materiale di costruzione delle stelle e dei pianeti futuri in un altro sistema.
Queste osservazioni suggeriscono anche che la polvere nell’universo precoce probabilmente si forma da simili esplosioni di supernova.
Gli astronomi sono ancora alla ricerca di prove della formazione di un buco nero o di una stella di neutroni lasciata dall’esplosione. Hanno però osservato un lampo di neutrini dalla stella, proprio durante lo scoppio. Questo rilevamento rende gli astronomi abbastanza certi che un oggetto compatto si sia formato al centro della stella collassata, ma nessun telescopio ne ha scoperto le prove.