La Galassia dei Fuochi d’Artificio è una spirale brillante situata al confine tra le costellazioni di Cefeo e Cigno. Si tratta di una delle galassie a spirale più vicine al Sole, visibile frontalmente vicino alla stella arancione Eta Cephei. Con una magnitudine apparente di 9.6, si trova a circa 25.2 milioni di anni luce da noi. Questa galassia è catalogata come NGC 6946 nel Nuovo Catalogo Generale. Classificata come una galassia spirale intermedia, ha una struttura che si colloca tra galassie spirali senza barra e galassie spirali con barra. La sua struttura a spirale è piuttosto irregolare e presenta bracci magnetici inusuali posizionati tra quelli ottici. La dimensione apparente della galassia è di circa 11.48 x 10.72 arcmin a lunghezze d’onda ottiche, ma risulta considerevolmente più grande nelle onde radio. Il Catalogo Generale di Galassie di Uppsala (UGC) riporta un asse maggiore e minore di 14 arcmin e una magnitudine fotografica di 10.5 per questa galassia.

La Galassia dei Fuochi d’Artificio (NGC 6946), immagine: NASA (il Telescopio Spaziale Hubble) La galassia ha ottenuto il soprannome di Galassia dei Fuochi d’Artificio perché ha ospitato 10 supernovae nel corso del secolo scorso, più di qualsiasi altra galassia conosciuta, con un tasso dieci volte superiore a quello osservato nella Via Lattea. È classificata come una galassia starburst attiva, caratterizzata da un tasso di formazione stellare straordinariamente elevato. La Galassia dei Fuochi d’Artificio è un obiettivo popolare per gli astronomi che studiano l’evoluzione delle stelle massicce, oltre che per gli astrofili in cerca di obiettivi luminosi per telescopi piccoli e medi.

Supernovae

La Galassia dei Fuochi d’Artificio ha ospitato un numero record di eventi di supernova osservati. Dieci sono stati identificati dal 1917 al 2017: SN 1917A, SN 1939C, SN 1948B, SN 1968D, SN 1969P, SN 1980K, SN 2002hh, SN 2004et, SN 2008S e SN 2017eaw.

SN 1917A

La SN 1917A è stata scoperta dall’ottico americano George Willis Ritchey il 19 luglio 1917. Si è verificata 37’’ a ovest e 105’’ a sud del nucleo di NGC 6946, raggiungendo una magnitudine massima di 13.6. È stata classificata come una supernova di tipo II, provocata da un rapido collasso del nucleo stellare. Un’analisi delle stelle vicine effettuata nel 2018 ha suggerito che la stella progenitrice avesse una massa circa 15 volte quella del Sole. Uno studio del 2021 ha dedotto una massa di 9.3 masse solari.

La Galassia dei Fuochi d’Artificio, immagine: Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona (CC BY-SA 4.0)

SN 1939C

La SN 1939C è stata segnalata per la prima volta dall’astronomo svizzero Fritz Zwicky il 17 luglio 1939. Zwicky l’ha identificata come una supernova di tipo I, raggiungendo una magnitudine visiva massima di 13.0. Il residuo si trova a 215’’ a ovest e 24’’ a nord del nucleo galattico.

SN 1948B

La SN 1948B è stata scoperta dall’astronomo americano Nicholas Mayall a est-nordest del nucleo il 15 giugno 1948. Mayall aveva precedentemente dimostrato che la Nebulosa del Granchio (Messier 1) in Toro era il residuo di una supernova storica registrata nel 1054. La SN 1948B è stata classificata come una supernova di tipo II-P, una supernova a collasso del nucleo che mostra un plateau durante il declino.

SN 1968D

La SN 1968D è stata una supernova di tipo II osservata il 29 febbraio 1968, raggiungendo una magnitudine massima di 13.5. È stata la supernova storica più vicina al nucleo. I suoi scopritori, Wild e Dunlap, hanno riportato che si trovava a 45’’ a est e 20’’ a nord del nucleo.

NGC 6946, immagine: ESA/Hubble & NASA, A. Leroy, K.S. Long (CC BY 2.0)

SN 1969P

La scoperta della SN 1969P è stata riportata da Rosino l’11 dicembre 1969. La supernova ha raggiunto una magnitudine massima di 13.9, ma il suo tipo non è stato determinato. Il residuo si trova a 5’’ a ovest e 180’’ a sud del nucleo galattico.

SN 1980K

La SN 1980K è uno dei residui di supernova meglio studiati nel cielo. Ha brillato con una magnitudine di 11.4 al suo picco. Classificata come una supernova di tipo II-L, il cui andamento della luce mostra un declino lineare (stabile) dopo il picco di luminosità. La SN 1980K è stata la più luminosa delle dieci supernovae osservate nella Galassia dei Fuochi d’Artificio.

SN 2002hh

La SN 2002hh era una supernova di tipo II-P riportata a sud-ovest del nucleo il 31 ottobre 2002. Osservazioni effettuate nel 2004 e 2005 hanno suggerito la presenza di un supergigante rosso o di una variabile blu luminosa come progenitore.

SN 2004et

La SN 2004et è stata una supernova di tipo II-P scoperta da Moretti il 27 settembre 2004, raggiungendo una magnitudine massima di 12.7. Uno studio delle immagini pre-supernova della galassia ha rivelato che l’evento si era verificato il 22 settembre. Lo stesso studio ha identificato un supergigante giallo con circa 15 masse solari come possibile progenitore. La stella potrebbe aver sperimentato una fase di supergigante rosso prima dell’evento di supernova e potrebbe aver fatto parte di un sistema binario interagente che includeva anche un supergigante blu.

La Galassia dei Fuochi d’Artificio (NGC 6946), immagine: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/T.A. Rector (University of Alaska Anchorage)/H. Schweiker (WIYN) (CC BY 4.0)

SN 2008S

La SN 2008S è stata notevolmente più debole rispetto ad altre supernovae rilevate in NGC 6946, raggiungendo una magnitudine massima di 17.6. Uno studio del 2009 ha suggerito che si trattasse di una supernova a cattura di elettroni, un evento che si verifica nelle stelle con masse comprese tra 8 e 10 masse solari, quando il neon all’interno di esse consuma così tanti elettroni nel nucleo da causarne il collasso, innescando una supernova.

SN 2017eaw

La supernova SN 2017eaw è stata scoperta a magnitudine 12.8 il 14 maggio 2017, classificata come una supernova di tipo II-P. Uno studio del 2019 ha determinato una massa di 15-16 masse solari per il progenitore supergigante rosso. La supernova è stata segnalata per la prima volta dall’astrofilo americano Patrick Wiggins.

Supernova fallita: N6946-BH1

La Galassia dei Fuochi d’Artificio ha ospitato una stella supergigante scomparsa, designata N6946-BH1, che si ritiene sia svanita come risultato di una supernova non riuscita. La luminosità bolometrica della stella ha raggiunto un picco di un milione o più volte la luminosità solare nella primavera del 2009, ma nel 2015 la supergigante è diventata invisibile nelle lunghezze d’onda ottiche. L’aumento di luminosità non era sufficiente per innescare una supernova e si crede che la stella sia collassata per formare un buco nero. N6946-BH1 è stata ampiamente studiata poiché fornisce prova della teoria secondo cui stelle eccellentemente massicce possono collassare in buchi neri senza passare attraverso eventi di supernova. N6946-BH1 è stata rilevata per la prima volta nel 2015, quando un team di ricercatori ha riportato una stella scomparsa nella Galassia dei Fuochi d’Artificio come candidato a supernova fallita. Il team ha osservato 27 galassie utilizzando il Large Binocular Telescope per quattro anni in ricerca di stelle massicce che collassavano per formare buchi neri senza produrre eventi di supernova. Il candidato, designato N6946-BH1, è stato riportato con una massa stimata tra 18 e 25 masse solari. Nel 2017, il team ha confermato la scomparsa ottica della stella basandosi su osservazioni con il Telescopio Spaziale Hubble della NASA. La stella, un supergigante rosso con una massa circa 25 volte quella del Sole, aveva mostrato un’esplosione nel 2009 durante la quale era diventata più di un milione di volte luminosa rispetto al Sole. Le immagini di Hubble mostrano che la stella era almeno 5 magnitudini più debole nelle lunghezze d’onda ottiche, e la sua luminosità bolometrica era almeno sei volte più debole di quella del progenitore. Sono state rilevate deboli emissioni nel vicino infrarosso, che si crede siano associate alla fonte. Lo studio ha suggerito che il rapido declino fosse il risultato di una supernova fallita causata dal collasso del nucleo di una stella supergigante rossa in un buco nero. La curva luminosa pre-collasso ha mostrato una diminuzione della brillantezza ottica a partire dalla metà del 2008, durante la quale la stella è diventata visibilmente più rossa. Uno studio del 2019 ha proposto che il progenitore fosse un ipergigante giallo con una temperatura superficiale di circa 5.000 – 6.000 K, che stava sperimentando una forte perdita di massa prima del collasso. Se i ricercatori hanno ragione nel concludere che l’evento fosse una supernova fallita, questo rappresenterebbe la prima volta che la formazione di un buco nero è stata osservata.

Fatti

La Galassia dei Fuochi d’Artificio è stata scoperta da William Herschel il 9 settembre 1798. Al momento della scoperta, Herschel credeva che l’oggetto fosse una nebulosa gassosa. È stata uno dei circa 5.000 oggetti nebulosi scoperti da lui e da suo figlio John Herschel. La vera natura delle galassie non fu confermata fino all’inizio del XX secolo. La galassia è catalogata come Caldwell 12 nel catalogo Caldwell di 109 oggetti del profondo cielo facilmente osservabili con telescopi amatoriali, compilato dall’astronomo amatoriale inglese Sir Patrick Moore. La Galassia dei Fuochi d’Artificio si pensava un tempo fosse un membro del Gruppo Locale di galassie, ma ora è noto che si trova oltre di esso. Tuttavia, fa parte del Supercluster della Vergine, che comprende sia il Gruppo Locale che il Cluster della Vergine. Anche se talvolta era elencata come un membro del Cluster della Vergine, NGC 6946 è una delle galassie isolate nel Supercluster della Vergine. Non è stata associata a nessuno dei gruppi di galassie nel nostro vicinato.

Questa immagine della Galassia dei Fuochi d’Artificio (NGC 6946) in luce visibile proviene dal Digital Sky Survey ed è sovrapposta ai dati dell’osservatorio NuSTAR della NASA (mostrati in blu e verde). La luce blu indica i raggi X catturati durante la prima delle due osservazioni da parte di NuSTAR, nel maggio 2017. La luce verde indica i raggi X osservati meno di due settimane dopo nella seconda osservazione. Ciò significa che la fonte del punto verde in basso a sinistra del centro galattico ha iniziato a irradiare nel tempo tra queste due osservazioni. Due fonti luminose near la parte superiore dell’immagine mostrano una combinazione di blu e verde, indicando che quelle fonti erano visibili durante entrambe le osservazioni. I dati sui raggi X non hanno la stessa risoluzione spaziale dell’immagine in luce visibile, quindi le sorgenti di raggi X appaiono più grandi. NuSTAR è una missione Small Explorer guidata dal Caltech di Pasadena e gestita dal Jet Propulsion Laboratory della NASA, anch’esso a Pasadena, per la Direzione Missione Scientifica della NASA a Washington. Immagine: NASA/JPL-Caltech. La galassia ospita diversi oggetti insoliti, tra cui lunghe regioni nelle braccia a spirale che non sembrano avere stelle o gas idrogeno, due insolite bande oscure nebulose e il cosiddetto Complesso di Hodge e l’Ellisse Rossa. Le regioni prive di stelle e gas non sono insolite nelle galassie a spirale, ma alcune di quelle osservate in NGC 6946 sono enormi, con diametri fino a 2 kiloparsec (6.523 anni luce). Le dimensioni di queste regioni rappresentano un enigma per gli astronomi perché le fonti di pressione che hanno formato i fori nel disco non sono certe. Vari studi hanno suggerito eruzioni di supernova, venti stellari, collisioni tra nuvole gassose all’interno della galassia e mini-aloni di materia oscura che attraversano il disco. Le insolite serie di bande scure si trovano a nord del Complesso di Hodge. Consistono in un peculiare arrangiamento di punti scuri e due serie di bande scure incrociate nei dintorni.

Complesso di Hodge

Il Complesso di Hodge è stato nominato in onore dell’astronomo americano Paul W. Hodge, che lo scoprì nel 1967. Hodge descrisse l’oggetto come un possibile residuo di una super-supernova. Il complesso include un giovane supercluster di stelle supergiganti, circa due dozzine di cluster più piccoli e molte stelle giovani, eccezionalmente luminose, con età comprese tra 5 e 30 milioni di anni. Il complesso potrebbe in effetti essere una galassia nana che interagisce con il suo vicino spirale più grande. Si trova nella periferia della Galassia dei Fuochi d’Artificio.

Ellisse Rossa

L’Ellisse Rossa è un oggetto enorme che assomiglia a un gigantesco residuo di supernova. Il suo asse maggiore si estende per 300 parsec (978 anni luce). L’oggetto si trova all’interno del braccio a spirale settentrionale della galassia ed è più grande di tutti i residui di supernova osservati in NGC 6946. Il suo nome è stato proposto in uno studio del 2016 che ha concluso che non poteva in effetti essere un residuo di supernova. Lo spettro di emissione indica fotoionizzazione da parte di stelle giovani e molto calde, il che suggerisce che l’Ellisse Rossa possa essere una super-bolla creata da un cluster di stelle massicce situato nella porzione nord-est dell’oggetto. Tuttavia, il cluster stesso non sembra essere abbastanza grande da giustificare la gigantesca super-bolla.

Posizione

La Galassia dei Fuochi d’Artificio è facile da trovare perché si trova vicino alla Casa di Cefeo, un asterismo relativamente luminoso che domina la costellazione di Cefeo. La Casa si trova appena sopra la più prominente W di Cassiopea. Una linea estesa da Schedar attraverso Caph (le stelle di destra della W) porta ad Alderamin (Alpha Cephei, mag. 2.51), la stella più luminosa di Cefeo, che si trova alla base della Casa. La subgigante arancione Eta Cephei (mag. 3.426) si trova appena a ovest di Alderamin e la Galassia dei Fuochi d’Artificio è situata circa 2 gradi a sud-ovest di Eta Cephei.

Posizione della Galassia dei Fuochi d’Artificio, immagine: Wikisky Il brillante cluster aperto NGC 6939 (mag. 7.8) si trova a soli due terzi di grado a nord-ovest della galassia e può essere visto nella stessa campo visivo. Entrambi gli oggetti possono essere scorti in grandi binocoli e osservati con telescopi piccoli.

Galassia dei Fuochi d’Artificio e NGC 6939, immagine: Wikisky Per gli osservatori del nord, Cefeo è visibile tutto l’anno. Il periodo migliore dell’anno per osservare la Galassia dei Fuochi d’Artificio e altri oggetti del profondo cielo nella costellazione è durante il mese di novembre, quando la costellazione è alta sopra l’orizzonte nelle ore serali.