Gli scienziati hanno catturato per la prima volta il momento esatto in cui l’onda d’urto di un’esplosione stellare emerge dalla superficie di una stella morente, rivelando dettagli sorprendenti sulla geometria di questi eventi cosmici. L’osservazione ha permesso di documentare quello che fino a oggi era rimasto un fenomeno sfuggente: il breakout shock, l’istante in cui la forza dell’esplosione squarcia gli strati esterni dell’astro.
La Supernova protagonista di questa scoperta è stata catalogata come SN 2024ggi ed è esplosa il 10 aprile 2024 nella galassia a spirale NGC 3621, situata a 22 milioni di anni luce dalla Terra nella costellazione dell’Idra. L’astronomo Yi Yang della Tsinghua University di Pechino ha immediatamente compreso l’importanza dell’evento e ha coordinato un team internazionale di ricercatori provenienti da Cina, Europa, Medio Oriente e Stati Uniti per osservare il fenomeno con il Very Large Telescope dell’European Southern Observatory in Cile.
La tempistica è stata cruciale: solo 26 ore dopo che le telecamere del sistema globale ATLAS avevano individuato la supernova, il VLT stava già raccogliendo dati preziosi. Come ha spiegato Dietrich Baade dell’ESO, le prime osservazioni hanno catturato la fase in cui la materia accelerata dall’esplosione vicino al centro della stella attraversava la sua superficie. Per poche ore, la geometria della stella e della sua esplosione hanno potuto essere osservate simultaneamente, un’opportunità rarissima in astronomia.
La stella che ha dato origine a questa supernova era una supergigante rossa con una massa compresa tra 12 e 15 volte quella del Sole. Questo tipo di astri muore quando non può più produrre reazioni di fusione nucleare nel proprio nucleo, causando il collasso gravitazionale del nucleo stesso che forma una stella di neutroni. Gli strati circostanti cadono sul nucleo e rimbalzano verso l’esterno, innescando un’esplosione che distrugge la stella dall’interno.
La stella, dilaniata dal suo interno, ha iniziato a brillare, ma data l’enorme dimensione di una supergigante rossa con un raggio di 250 milioni di chilometri, circa 500 volte quello del Sole, l’onda d’urto ha impiegato circa un giorno per emergere attraverso la superficie visibile. Questo è stato esattamente il momento che Yang, Baade e i loro colleghi attendevano. Un ritardo di un solo giorno avrebbe significato perdere l’osservazione.
Catturare il momento del breakout shock è fondamentale per comprendere i meccanismi fisici che governano l’autodistruzione delle stelle. Sebbene la supernova stessa non potesse essere risolta come altro che un punto di luce, la polarizzazione di quella luce conteneva indizi preziosi sulla geometria dell’esplosione. Utilizzando lo spettrografo FORS2 del VLT, il team ha impiegato una tecnica chiamata spettropolarimetria per misurare questa polarizzazione. Essa fornisce informazioni sulla geometria dell’esplosione che altri tipi di osservazione non possono rivelare, perché le scale angolari sono troppo piccole. Le misurazioni hanno mostrato che la forma del breakout dell’esplosione era appiattita, simile a un’oliva o a un acino d’uva. L’esplosione si è propagata in modo simmetrico e ha continuato a farlo anche quando ha colliso con un anello di materiale circumstellare.
I risultati ottenuti dall’osservazione di SN 2024ggi sono stati pubblicati il 12 novembre sulla rivista Science Advances, rappresentando un passo significativo nella comprensione dei processi che governano la morte delle stelle più massicce dell’universo.
