Telescopio spaziale James Webb: JWST risolve il mistero che circonda il centro della supernova 1987A
Sono passati quasi 40 anni da quando si è accesa la Supernova 1987A. I dati del telescopio spaziale James Webb ora forniscono la prova chiara che al centro si è formata una stella di neutroni.
© NASA, ESA, CSA, Mikako Matsuura (Università di Cardiff), Richard Arendt (NASA-GSFC, UMBC), Claes Fransson (Università di Stoccolma), Josephine Larsson (KTH); Elaborazione immagine: Alyssa Pagan (dettagli)
La Supernova 1987A è stata la prima supernova in quasi 400 anni che poteva essere vista nel cielo ad occhio nudo, ma solo nel cielo meridionale. Gli scienziati ora hanno dato un’altra occhiata più da vicino utilizzando il telescopio spaziale James Webb.
Un team internazionale guidato da Mike Barlow dell’University College di Londra è stato in grado di utilizzare nuovi dati del James Webb Space Telescope (JWST) per dimostrare che probabilmente c’è una stella di neutroni al centro dei resti della Supernova 1987A. I ricercatori presentano i loro risultati in Rivista economica “Scienza” Prima.
Il 23 febbraio 1987, i neutrini, particelle estremamente leggere e che interagiscono debolmente, furono misurati sulla Terra dalla direzione della Grande Nube di Magellano. Questo era un presagio di una grande esplosione di stelle che il giorno dopo era così luminosa da poter essere vista ad occhio nudo. 1987A è stata la supernova più luminosa e più vicina alla Terra negli ultimi 400 anni, ma per 37 anni non è stato chiaro cosa ci fosse al suo centro: era una stella di neutroni? O un buco nero?
Una supernova con collasso del nucleo come 1987A si verifica quando una stella con una massa compresa tra otto e dieci volte la massa del Sole esplode alla fine della sua vita a causa dell'esaurimento del suo combustibile. Questo produce alcuni degli elementi chimici più importanti, tra cui ossigeno, silicio e magnesio. Il nucleo estinto di queste stelle in esplosione può lasciare dietro di sé una stella di neutroni compatta o creare un buco nero facendo collassare la stella di neutroni poco dopo la sua nascita. Come si può determinare quale di questi oggetti si trova ora al centro di 1987A?
Il team di Barlow ha studiato la supernova alle lunghezze d'onda dell'infrarosso utilizzando gli strumenti MIRI e NIRSpec del James Webb Telescope. Può penetrare negli strati densi di gas e polvere che la stella perde alla fine della sua vita. Tali osservazioni sono diventate possibili solo con il telescopio spaziale James Webb. Gli scienziati hanno scoperto l'argon e lo zolfo da cui gli elettroni venivano rimossi e quindi ionizzati. Questi elementi sono concentrati vicino al centro del resto della supernova e richiedono una grande quantità di energia per brillare.
Il team ha eseguito numerose simulazioni per determinare esattamente come viene generata questa energia. Sono stati messi in discussione solo due scenari, entrambi i quali puntano a una stella di neutroni: nel primo caso, una stella di neutroni calda a 100 milioni di gradi emette radiazioni ultraviolette e raggi X che possono ionizzare argon e zolfo. Nel secondo caso, la stella di neutroni ruota così velocemente da accelerare le particelle dall'ambiente circostante quasi alla velocità della luce, che poi entrano in collisione con l'argon e lo zolfo. Si applica anche il secondo scenario Studi precedentiesaminando i raggi X del 1987A che favoriscono una stella di neutroni in rapida rotazione con venti di particelle come causa.
© Telescopio spaziale Hubble WFPC-3/TELESCOPIO SPAZIALE JAMES WEBB NIRSPEC/J. Larson (https://www.eurekalert.org/multimedia/1015148) / (estratto)
Supernova 1987A con il telescopio spaziale James Webb e Hubble | L'immagine è una combinazione di dati dei telescopi spaziali JWST e Hubble. Gli strati di gas e polvere espulsi dalla Supernova 1987A sono mostrati in arancione. L'argon analizzato nel presente studio può essere visto come una sorgente blu compressa vicino al centro.
Fortunatamente per i ricercatori, sono stati in grado di confrontare 1987A con la sua stella originale grazie all'esistenza di immagini precedenti della stessa. Ciò significa che per la prima volta il processo della supernova può essere seguito in dettaglio. Tra qualche anno, man mano che la nube di polvere espulsa continuerà ad espandersi e assottigliarsi, potremmo essere in grado di ottenere una visione migliore del centro di 1987A. Gli scienziati sperano quindi di studiare una stella di neutroni molto piccola a distanza ravvicinata.
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