Supernove

Che cos'è una supernova?

Una supernova è l'esplosione di una stella. Per un breve periodo libera così tanta luce che una sola stella può superare in luminosità le centinaia di miliardi di stelle della sua galassia.

La parola viene da nova, che in latino significa nuova, perché ai primi osservatori sembrava che fosse comparsa una stella nuova. In realtà una stella vecchia stava concludendo la sua vita.

Gli astronomi classificano le supernove in base alla loro luce e alle impronte chimiche contenute in quella luce, chiamate spettro. Dietro le tante etichette ci sono due modi fondamentali in cui una stella può esplodere.

Collasso del nucleo: quando una stella gigante esaurisce il combustibile

Le stelle con più di circa otto volte la massa del Sole fondono nei loro nuclei elementi sempre più pesanti, dall'elio fino al silicio. La catena si ferma al ferro, perché la fusione del ferro richiede energia invece di liberarla.

Senza più energia a sostenerlo, il nucleo di ferro collassa in meno di un secondo. Si riduce a una sfera di pochi chilometri di diametro e rimbalza, e un'ondata di minuscole particelle chiamate neutrini aiuta a spingere un'onda d'urto che fa a pezzi la stella.

Al centro resta una stella di neutroni oppure, per le stelle più pesanti, un buco nero. Gli astronomi classificano queste esplosioni come tipo II, Ib o Ic, a seconda di quanto idrogeno ed elio esterni la stella avesse conservato.

Tipo Ia: una nana bianca spinta troppo oltre

Una nana bianca è il nucleo residuo, denso e grande come la Terra, di una stella simile al Sole. Da sola si limita a raffreddarsi per miliardi di anni.

Se però si trova in una coppia stretta con un'altra stella, può acquisire massa, sottraendo gas alla compagna o fondendosi con un'altra nana bianca. Quando si avvicina a circa 1,4 volte la massa del Sole, la fusione del carbonio va fuori controllo e l'intera nana bianca esplode, senza lasciare nulla.

Poiché le supernove di tipo Ia raggiungono una luminosità di picco abbastanza prevedibile, gli astronomi le usano come candele standard per misurare le distanze nell'universo. Nel 1998 questo metodo ha rivelato che l'espansione dell'universo sta accelerando.

Le supernove nella storia

Nel 1054 gli astronomi cinesi registrarono una stella ospite nel Toro, visibile di giorno per settimane. I suoi resti sono la Nebulosa del Granchio, a circa 6.500 anni luce, con al centro una stella di neutroni in rapida rotazione.

Nel 1572 Tycho Brahe osservò una nuova stella in Cassiopea e dimostrò che si trovava ben oltre la Luna, mettendo in discussione l'antica idea che i cieli non cambino mai. Era una supernova di tipo Ia.

Nel 1604 Giovanni Keplero ne studiò un'altra nell'Ofiuco. Resta l'ultima supernova della nostra galassia vista a occhio nudo.

Nel 1987 una stella esplose nella Grande Nube di Magellano, una piccola galassia vicina alla Via Lattea. SN 1987A fu la prima supernova i cui neutrini furono captati da rivelatori sulla Terra, qualche ora prima che se ne notasse la luce, a conferma di come funziona il collasso del nucleo.

Come le supernove seminano l'universo

L'universo primordiale conteneva quasi soltanto idrogeno ed elio. Quasi tutti gli elementi più pesanti sono arrivati dopo, prodotti all'interno delle stelle e scagliati fuori quando sono morte.

Le supernove a collasso del nucleo liberano grandi quantità di ossigeno, silicio e calcio, mentre le esplosioni di tipo Ia sono fonti importanti di ferro. Le onde d'urto aiutano anche a comprimere le nubi di gas vicine, il che può innescare la formazione di nuove stelle.

Alcuni degli elementi più pesanti, come l'oro, sembrano provenire soprattutto da altri eventi come le fusioni di stelle di neutroni. In ogni caso, il calcio delle tue ossa e il ferro del tuo sangue sono stati prodotti in stelle vissute e morte prima che nascesse il Sole.

Betelgeuse sta per esplodere?

Betelgeuse, la spalla rossastra di Orione, è una supergigante rossa a circa 500-650 anni luce. È massiccia e vecchia, quindi finirà quasi certamente come supernova a collasso del nucleo.

Tra la fine del 2019 e l'inizio del 2020 si è oscurata bruscamente, suscitando grande entusiasmo. Gli studi con il telescopio spaziale Hubble e il Very Large Telescope dell'ESO hanno mostrato che la causa era una nube di polvere espulsa dalla stella, non il segnale di un'esplosione imminente.

Le stime attuali collocano l'esplosione entro i prossimi 100.000 anni circa, il che su scala umana significa che è improbabile nel corso della nostra vita. Quando avverrà sarà abbastanza brillante da essere vista di giorno per settimane, ma è troppo lontana per danneggiare la Terra.

Come posso vederne una?

Una supernova visibile a occhio nudo nella nostra galassia è rara, quindi il modo pratico per vederne una è al telescopio, osservando altre galassie. Ogni anno le survey amatoriali e professionali trovano migliaia di supernove, e alcune ogni anno, in galassie vicine e brillanti, raggiungono la magnitudine 12 o 13, alla portata di un telescopio amatoriale medio sotto un cielo buio.

Puoi anche osservare i resti di supernova. La Nebulosa del Granchio (M1), vicino alla punta del corno del Toro, appare in un piccolo telescopio come una debole chiazza nebbiosa nelle sere d'inverno.

Se dovesse esplodere una supernova nella galassia, i rivelatori di neutrini di tutto il mondo invieranno probabilmente un allerta precoce prima che la luce diventi evidente, dando un vantaggio agli osservatori.