Pensavamo di sapere come funzionavano le supernove. Le stelle massicce esplodono. Si lasciano dietro stelle di neutroni o buchi neri. Di solito, le stelle più grandi sono in coppie: sistemi binari vincolati dalla gravità.
Allora perché non avevamo mai visto due supernovae nate da un unico sistema binario?
Non è che non siano accaduti. Si stavano semplicemente nascondendo. Nello specifico, si nascondevano in bella vista all’interno della Nebulosa Medusa.
Trovata la seconda supernova invisibile in IC 443
Il vero nome della Nebulosa Medusa è IC 443. È uno dei resti di supernova più famosi nella nostra galassia. Brilla intensamente ai raggi X. Per decenni quella luminosità è stata un problema. Mascherava tutto il resto.
C’era un altro resto nelle vicinanze. Era debole. L’abbiamo chiamato G189.6+3. Si è soffermato sui dati ma ha rifiutato di confermarsi.
Gli astronomi cercano i resti di supernova trovando le onde d’urto. Queste sono le increspature lasciate quando il nucleo di una stella implode e fa a pezzi il resto di sé. Di solito, lo vedi nei segnali radio o nei proiettili a raggi X.
Nel 2023, un team ha utilizzato il telescopio eROSITA. Si tratta di un telescopio a raggi X lanciato nel 2018 (operativo dal 2019). Hanno trovato un guscio di plasma riscaldato a oltre otto milioni di gradi Celsius.
Sembrava una seconda supernova. Ma mancava il segnale radio. O meglio, non corrispondeva a tutto il guscio. Era ambiguo. Non una pistola fumante. Solo un’ombra.
Come i raggi gamma hanno rivelato la doppia esplosione
La svolta è arrivata guardando più in alto nella scala energetica.
Miltiadis Michailidis, un astronomo di Stanford, ha guidato un team utilizzando i dati del telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA. Hanno scavato in 16 anni di archivi. Non stavano cercando le onde radio. Stavano cercando i raggi gamma.
Hanno trovato un bagliore. Ha tracciato perfettamente il guscio radiografico.
Ciò ha dimostrato che G189.6 non era solo una strana nube di gas. Era un resto di supernova.
Ma c’è stata una svolta.
La parte settentrionale di questo nuovo residuo aveva un aspetto diverso. Emetteva un diverso tipo di segnale di raggi gamma. La maggior parte del G189.6 si trovava nello spazio vuoto. Il suo bagliore proveniva dagli elettroni accelerati dall’onda d’urto.
La parte settentrionale ha colpito un muro. Nello specifico, la regione S249 H II, una densa nube di idrogeno ionizzato. Qui, i protoni venivano accelerati, non solo gli elettroni. Questa specifica interazione crea una firma distinta di raggi gamma.
Ecco il kicker: era già noto che la nuvola S249 interagiva con la medusa Nebica (IC 443).
Ciò significava che G189.6 e IC 443 non erano solo visivamente vicini nel cielo. Erano vicini fisici. Occupavano lo stesso volume di spazio.
Perché è importante la scoperta di una supernova binaria
Perché ci preoccupiamo di due stelle morte una accanto all’altra?
Risolve un enigma teorico di vecchia data.
Le stelle nei sistemi binari evolvono insieme. Quando la prima stella, più pesante, esplode come una supernova, l’onda d’urto colpisce la sua compagna. Lo butta fuori dall’orbita. La stella partner vola via.
Più tardi, anche quella stella partner esplode.
Se il tempo tra le due esplosioni è abbastanza breve, si ottengono due resti che sembrano interagire.
Le simulazioni al computer hanno confermato questa sequenza. Le due stelle hanno iniziato come una coppia. Il primo è esploso. Il secondo è stato lanciato in volo. Ha viaggiato abbastanza lontano da mantenere i suoi resti separati dai primi, ma abbastanza vicino da poter vedere la connessione.
Le esplosioni avvennero a poche migliaia o decine di migliaia di anni l’una dall’altra. Questo è un battito di ciglia in termini astronomici.
Questo ci permette di misurare qualcosa che prima non potevamo: la propagazione dell’energia.
Ora possiamo calcolare esattamente come l’energia della prima supernova ha viaggiato nello spazio. Possiamo vedere come ha spinto la materia in giro. Possiamo seguire le tracce delle schegge stellari che si muovono nell’oscurità.
Cosa significa questo per comprendere l’universo primordiale
Non si tratta solo di una strana coppia di stelle.
Convalida i nostri modelli di evoluzione delle stelle binarie. Come dice Michailidis, avevamo delle teorie. Ora abbiamo prove fisiche da confrontare con loro.
Ancora più importante, questi sistemi potrebbero parlarci dell’universo primordiale.
All’inizio il cosmo era più piccolo. Era pieno di stelle massicce e di breve durata che interagivano costantemente. I binari erano comuni. Esplodevano frequentemente.
Studiare IC 443 e G189.6 è come guardare una reliquia di quell’epoca violenta.
Stiamo iniziando a capire come si formano le stelle e le galassie osservando come muoiono.
Il team sta già pianificando di cercarne di più. Se ne trovano altri, possiamo affinare le nostre previsioni. Possiamo mappare come questi sistemi si evolvono nella Via Lattea e oltre.
Fino ad allora, la Nebulosa Medusa ha un gemello. Ed è sempre stato in attesa nei dati.
Abbiamo abbastanza dati sui raggi gamma per trovarli tutti? Forse non ancora. Ma il prossimo è là fuori.
