Gli astronomi hanno studiato intensamente una stella zombie che si nasconde nel cuore dei resti di una supernova. Questa esplosione cosmica avrebbe dovuto distruggere questa stella nana bianca non morta, ma invece ha segnato la sua tomba celeste con un “fiore” creato dai detriti. Ora, gli astronomi hanno trasformato l’evento in un film 3D. L’umanità ha cominciato a rendersi conto dei tormenti di morte di questa stella nel 1181, quando una nuova stella, o “stella ospite”, è apparsa nella costellazione di Cassiopeia per sei mesi prima di svanire. Questo ha fatto sì che la supernova, ora designata come SN 1181, diventasse una delle poche supernovae osservate prima dell’invenzione del telescopio. Nel 2021, l’astronomo dilettante Dana Patchick ha rintracciato SN 1181 nella sua posizione nella nebulosa Pa 30, situata nella Via Lattea, determinando che la supernova è esplosa circa 1.000 anni fa (circa 200 anni prima che i nostri antenati la notassero e la documentassero). Un’illustrazione mostra una nana bianca che inizia a eruttare mentre si nutre di una stella compagna. (Crediti immagine: Robert Lea (creato con Canva)). Recentemente, un team guidato da Tim Cunningham del Centro per l’Astrofisica, Harvard & Smithsonian, e Ilaria Caiazzo, professore assistente all’Istituto di Scienza e Tecnologia dell’Austria (ISTA), ha condotto uno studio dettagliato sui resti di SN 1181. “La nostra prima caratterizzazione 3D dettagliata della velocità e della struttura spaziale di un resto di supernova ci racconta molto su un evento cosmico unico che i nostri antenati hanno osservato secoli fa,” ha affermato Caiazzo in una dichiarazione. “Ma solleva anche nuove domande e stabilisce nuove sfide per gli astronomi.” Chiaramente, SN 1181 non è la tua supernova tipica, ed è per questo che ha affascinato astronomi come Cunningham e Caiazzo. Questo perché le nane bianche come questa stella zombie non avrebbero dovuto sopravvivere all’orrore cosmico che le ha generate. Quando una stella ritorna esplosivamente dalla morte, SN 1181 fa parte di una sottoclasse di supernova chiamata “supernova di tipo Ia”. Questi tipi di supernova sono solitamente così uniformi che gli astronomi li chiamano candele standard, poiché è possibile usarli per misurare le distanze celesti. Per essere chiari, non sono quel tipo di supernova che segna la morte di una stella quando la stella esaurisce il combustibile necessario per la fusione nucleare e collassa sotto l’influenza della propria gravità (lasciando un buco nero o una stella di neutroni al suo seguito). Notizie dallo spazio, gli ultimi aggiornamenti su lanci di razzi, eventi di osservazione del cielo e molto altro! Invece, le supernova di tipo Ia iniziano con una stella morta, che si nutre avidamente di una compagna stellare. Questi ghoul cosmici sono nane bianche, il genere di cadavere stellare che il sole lascerà quando morirà tra circa 6 miliardi di anni. Tuttavia, la fase di nana bianca del sole segnerà il suo riposo pacifico come un tizzone cosmico che si raffredda e svanisce – altre nane bianche potrebbero non vedere tale tranquillità. Proprio come in un film horror di Hammer con Christopher Lee, è sempre qualche malcapitato a estrarre il paletto dal petto di Dracula prima di diventare un pasto. Questi sono le stelle compagne delle stelle morte che si avvicinano troppo. Questo perché quando queste future “stelle donatrici” si gonfiano nelle loro fasi di gigante rossa (che alla fine porterà a diventare nane bianche anche loro), riempiono la loro sezione del sistema oltre un limite a forma di otto orizzontale chiamato “lobo di Roche”. Questo porta a “straripamento del lobo di Roche,” con materia che fluisce da questa stella donatrice alla nana bianca, causando la resurrezione della nana bianca. Tuttavia, questa situazione non può continuare per sempre. Proprio come spesso faceva Dracula di Lee, queste nane bianche alla fine diventano un po’ troppo avido. Un diagramma mostra come una stella si gonfia per riempire il suo lobo di Roche e nutrire una stella compagna. (Crediti immagine: Winburne University of Technology). Mentre la nana bianca si nutre del suo compagno cosmico, il materiale che strappa non può cadere direttamente sulla stella morta perché il materiale ha ancora momento angolare. Ciò significa che il materiale forma una nube piatta e vorticosa, chiamata disco di accrescimento, attorno alla nana bianca che la nutre gradualmente. Tuttavia, nonostante la consegna rallentata, questa materia stellare rubata continua ad accumularsi sulla superficie della nana bianca, causando la sua instabilità. La situazione termina con un’esplosione termonucleare che distrugge completamente la nana bianca. Ma questa storia di orrore cosmico non sempre ha una fine così netta; a volte, c’è un seguito in arrivo. Questo perché, in rare occasioni, la stella nana bianca non viene completamente distrutta nella supernova. Invece, continua a vivere come un restro distrutto, o “stella zombie”. Questi eventi sono chiamati “supernova di tipo Iax,” e gli astronomi pensano che potrebbero rappresentare solo il 5% delle supernova di tipo Ia. Come è facile intuire, SN 1181 è un esempio di supernova di tipo Iax. Un’immagine di SN 1181 vista dai telescopi spaziali Chandra e XMM-Newton della NASA. (Crediti immagine: NASA, ESA, USAF, NSF; Elaborazione: G. Ferrand (U. Manitoba), J. English (U. Manitoba), R. A. Fesen (Dartmouth), C. Treyturik (U. Manitoba); Testo: G. Ferrand & J. English). La supernova di tipo Iax nella nebulosa Pa 30 ha lasciato questa stella zombie come uno dei corpi stellari più caldi nella Via Lattea, con una temperatura superficiale stimata di circa 360.000 gradi Fahrenheit (200.000 gradi Celsius). A titolo di confronto, il sole ha una temperatura superficiale di circa 10.000 gradi Fahrenheit (5.500 gradi Celsius). Inoltre, questa stella zombie colpisce violentemente il resto della sua nebulosa di origine con venti stellari che raggiungono velocità di 36 milioni di miglia all’ora. Questo è circa 45.000 volte più veloce della velocità del suono qui sulla Terra, o 25.000 volte più veloce della velocità massima di un caccia Lockheed Martin F-16 (chiaramente, questa stella non morta non è uno di quei tradizionali zombie lenti, come si vedono nei film di George Romero). Questa natura violenta rende questa nana bianca distrutta un candidato ideale per lo studio di queste rare supernova, ed è esattamente ciò che Cunningham, Caiazzo e colleghi hanno intrapreso. La bellezza emerge dall’orrore. Per condurre questa indagine, il team si è rivolto ai dati raccolti dal Keck Cosmic Web Imager (KCWI). Questo è uno spettrografo situato a 13.000 piedi (4.000 metri) sopra il livello del mare vicino alla cima del vulcano Mauna Kea, il punto più alto delle Hawaii, presso l’Osservatorio W. M. Keck. KCWI è in grado di rilevare le sorgenti di luce più deboli dell’universo che emanano dalla “rete cosmica”, la più grande struttura nel cosmo dove la materia utilizza un “autostrada” per arrivare in gruppi, formando galassie e ammassi di galassie. La sensibilità di questo strumento, in grado di raccogliere uno spettro di luce da ogni pixel che crea, ha permesso al team di costruire un modello 3D di SN 1181 e visualizzare il movimento dei suoi resti. Questo ha consentito al team di costruire un “film” di questo detrito di supernova. Negli studi precedenti, SN 1181 era apparsa come un’apparente “esibizione di fuochi d’artificio”. Il risultato è stata un’immagine dinamica che ricorda i petali emergenti di un dente di leone cosmico creati da filamenti di materia che corrono a velocità incredibili. Incredibilmente, tuttavia, il team ha anche scoperto che questi filamenti non si sono rallentati dall’esplosione che li ha lanciati. “Il materiale espulso non si è rallentato o accelerato dall’esplosione,” ha detto Cunningham in una dichiarazione. “Pertanto, dalle velocità misurate, tornando indietro nel tempo, ci ha permesso di fissare l’esplosione quasi esattamente all’anno 1181.” Nonostante la straordinaria natura di questi risultati, lo studio di SN 1181 non è probabile che si concluda a breve. La modellazione 3D ha lasciato alcune domande che devono ancora trovare risposta. Ad esempio, il team ha scoperto che, oltre ai filamenti a forma di dente di leone e alla loro espansione balistica, la forma generale della supernova non era quella che ci si aspettava. Cunningham, Caiazzo e colleghi hanno dimostrato che il materiale lanciato via dalla supernova, e sigillato all’interno dei filamenti, è stranamente asimmetrico. Questa geometria sbilanciata deriva probabilmente dall’esplosione originale stessa, suggerendo che sia avvenuta in modo asimmetrico. Inoltre, come la schegge, i filamenti sembrano avere un bordo interno netto, rivelando un vuoto interno che circonda la stella zombie. Come la nostra gioia per le storie di ghoul, la fascinazione degli scienziati per SN 1181 e il suo abitante non morto sembra destinata a continuare a lungo nel futuro. La ricerca del team è stata pubblicata giovedì (24 ottobre) su The Astrophysical Journal Letters.