La galassia dei “Fuochi d’Artificio”

NGC 6946 la galassia a spirale al confine tra il Cigno e Cefeo

Eccovi, vi stavo aspettando perché oggi vi volevo raccontare una novità, lo so vi ho già parlato delle Supernovae o SN o SNe, come le chiamano gli amici astronomi, e come vi ho già detto il fenomeno si verifica quando c’è la morte esplosiva delle stelle; queste immani esplosioni stellari producono delle grandi emissioni di energia e luce dell’Universo. Infatti quando esplode, la supernova può brillare più di un’intera galassia. Ed è proprio qui che entra in gioco la nostra galassia NGC 6946, situata a 22 milioni di anni luce dalla Terra, soprannominata “Galassia dei fuochi d’artificio”. Nell’ultimo secolo, sono state osservate quasi una dozzina di Supernovae sfavillare all’interno dei suoi bracci.

Tra queste, le Supernovae 2004et e 2017eaw, che i ricercatori stanno ora studiando con lo strumento MIRIMid-Infrared Instrument, installato sul telescopio spaziale James Webb, fornisce modalità di osservazione ed analisi spettroscopica a lunghezze d’onda nel medio infrarosso da 4.9 a 28.8 μm.. I risultati sono stati sorprendenti: il MIRI ha rilevato grandi quantità di polvere all’interno dell’ejecta di ciascuno di questi oggetti. La massa trovata dai ricercatori supporta la teoria secondo cui le supernovae hanno avuto un ruolo chiave nel fornire polvere all’universo primordiale.


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Le immagini mostrano le Supernovae 2004et e 2017eaw, nella galassia a spirale NGC 6946. Credit: NASA, ESA, CSA, Ori Fox (STScI), Melissa Shahbandeh (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

La polvere è un elemento costitutivo dei pianeti, in quanto essa proveniendo dalle stelle morenti si diffonde nello spazio, portando con sé gli elementi essenziali che aiutano a far nascere la prossima generazione di stelle e pianeti. Ma la provenienza di questa polvere ha lasciato perplessi gli astronomi per decenni. Una fonte significativa di polvere cosmica potrebbe essere rappresentata dalle supernove: dopo l’esplosione della stella morente, il gas residuo si espande e si raffredda creando polveri.

L’autrice principale Melissa Shahbandeh della Johns Hopkins University e dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, nel Maryland ha dichiarato: “Finora le prove dirette di questo fenomeno sono state scarse: le nostre capacità ci hanno permesso di studiare il fenomeno solo in una supernova relativamente vicina, la Supernova 1987A, a 170.000 anni luce dalla Terra; quando il gas si raffredda a sufficienza per formare polvere, questa è rilevabile solo alle lunghezze d’onda del medio infrarosso, a patto di avere una sensibilità sufficiente”.


Supernovae 2004et and 2017eaw
L’immagine del Kitt Peak National Observatory di NGC 6496 contestualizza la posizione della Supernova 2004et e della Supernova 2017eaw all’interno della galassia. Credits: KPNO, NSF’s NOIRLab, AURA, Alyssa Pagan (STScI)

Per Supernovae più distanti della SN 1987A, come la SN 2004et e la SN 2017eaw, entrambe in NGC 6946 a circa 22 milioni di anni luce di distanza, questa combinazione di copertura delle lunghezze d’onda e di elevata sensibilità può essere ottenuta solo con lo strumento MIRI.

Le osservazioni del telescopio Webb rappresentano il primo passo avanti nello studio della produzione di polveri dalle Supernove da quando, quasi un decennio fa, ALMAAtacama Large Millimeter/submillimeter Array. ha rilevato la loro presenza nella SN 1987A.

Un altro risultato particolarmente intrigante del loro studio non è stato solo il rilevamento della polvere, ma la sua quantità rilevata in questa fase iniziale della vita della Supernova, infatti nella SN 2004et, i ricercatori hanno trovato più di 5.000 masse terrestri di polveri.


Supernova dust
L’immagine mostra i vari scenari sull’origine della polvere nell’Universo e gli ultimi stadi dell’evoluzione delle stelle massicce. Credit: Oxford University

Lo scienziato Ori Fox, responsabile del programma Space Telescope Science Institute ha aggiunto: “Se si guarda al calcolo di questa quantità che stiamo vedendo in particolare nella SN 2004et, essa rivaleggia con le misurazioni della SN 1987A, e si tratta solo di una frazione dell’età, ed é la più alta massa di polvere rilevata nelle supernove dalla SN 1987A”.

Inoltre le osservazioni hanno mostrato agli astronomi che le galassie giovani e lontane sono piene di polvere, ma queste non sono abbastanza vecchie perché le stelle di massa intermedia, come il Sole, possano averla fornita invecchiando: questa però potrebbe essere fornita da stelle più massicce e di vita breve, esplose abbastanza presto e in numero sufficiente.

Sebbene gli astronomi abbiano confermato che le Supernove producano polvere, ci si è chiesti quanta di questa possa sopravvivere alle scosse interne che si riverberano in seguito all’esplosione. La presenza di di polvere in questa fase della vita di SN 2004et e SN 2017eaw suggerisce che essa può sopravvivere all’onda d’urto, a riprova del fatto che le Supernove sono davvero importanti fabbriche di polvere.

I ricercatori osservano inoltre che le attuali stime della massa potrebbero essere la punta dell’iceberg. Sebbene il telescopio Webb abbia permesso di misurare polveri più fredde che mai, potrebbero esserci polveri a temperature ancora minori non rilevate, che irradiano ancora più lontano nello spettro elettromagnetico e rimangono oscurate dagli strati preesistenti più esterni.

Ori Fox infine dice: “C’è un crescente entusiasmo nel capire cosa implica questa polvere anche sul nucleo della stella che è esplosa; dopo aver esaminato questi particolari risultati, credo che i nostri colleghi ricercatori penseranno a modi innovativi per lavorare con queste Supernovae polverose in futuro”.

Articolo pubblicato sul Monthly Notices of the Royal Astronomical Society