Comunicato Stampa

ALMA scova la fabbrica di polvere di una supernova

06 Gennaio 2014

Nuove suggestive osservazioni con il telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) catturano per la prima volta i resti di una recente supernova ricca di polvere appena formata. Se una quantità sufficiente di questa polvere riesce a completare il rischioso passaggio verso lo spazio interstellare, potrebbe spiegare come molte galassie abbiano acquisito il loro aspetto scuro e "polveroso".

Le galassie possono essere luoghi decisamente polverosi [1] e si pensa che le supernove siano una delle principali fonti di questa polvere, soprattutto nell'Universo primordiale. Ma finora le dimostrazioni dirette della possibilità di produrre polvere da parte delle supernove sono state poche e non erano in grado di giustificare le abbondanti quantità di polvere viste nelle galassie giovani e distanti. Ma ora le osservazioni di ALMA stanno cambiando questa situazione.

"Abbiamo trovato una massa di polvere incredibilmente grande concentrata nella zona centrale del materiale espulso da una supernova relativamente giovane e vicina", ha detto Remy Indebetouw, astronomo all'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) e Università della Virgina, entrambi con sede a Charlottesville, USA. "È la prima volta che siamo in grado di produrre un'immagine della zona in cui si forma la polvere, un passo importante per comprendere l'evoluzione delle galassie".

Un'equipe internazionale di astronomi ha usato ALMA per osservare i resti incandescenti della Supernova 1987A [2], che si trova nella Grande Nube di Magellano, una galassia nana in orbita intorno alla Via Lattea a circa 160 000 anni luce dalla Terra. La SN 1987A è la più vicina esplosione di supernova dopo quella osservata da Keplero nella Via Lattea nel 1604.

Gli astronomi hanno previsto che quando il gas si raffredda dopo l'esplosione si formano grandi quantità di polvere poichè gli atomi di ossigeno, carbonio e silicio si legano tra loro nelle regioni interne e fredde del resto di supernova. FInora però, le osservazioni di SN 1987A con i telescopi infrarossi, effettuate nei primi 500 giorni dopo l'esplosione, avevano rivelato solo una piccola quantità di polvere calda.

Con la risoluzione e sensibilità senza precedenti di ALMA, l'equipe di ricerca è stata in grado di ottenere un'immagine della polvere fredda, molto più abbondante, che risplende debolmente nella banda millimetrica e sub-millimetrica. Gli astronomi stimano che il resto di supernova ora contenga una quantità di polvere appena formata pari a circa il 25 per cento della massa del Sole. Hanno scoperto anche che si sono formate notevoli quantità di monossido di carbonio e di silicio.

"SN 1987A è un luogo speciale poichè la supernova non si è mescolata ancora con l'ambiente circostante e perciò quello che vediamo si è formato lì", ha detto Indebetouw. "I nuovi risultati di ALMA, i primi nel loro genere, rivelano un resto di supernova pieno zeppo di materiale che semplicemente non c'era qualche decina di anni fa".

Le supernove, però, possono creare ma anche distruggere i grani di polvere.

Il sito dell'esplosione è circondato da anelli brillanti di materiale incandescente, visibili nelle prime osservazioni con il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA, accesi inizialmente dalla luce ultravioletta dello scoppio iniziale. Negli ultimi anni gli anelli sono diventati ancora più brillanti a causa dello scontro con l'onda d'urto in espansione. Dopo aver colpito questo guscio di gas, espulso dalla stella progenitrice verso la fine della propria vita, una parte di questa potente esplosione è rimbalzata verso il centro del resto di supernova. "A un certo punto, questa onda d'urto di ritorno andrà a schiantarsi su questi grumi fluttuanti di polvere appena formata". dice Indebetouw. "È probabile che una frazione di questa polvere venga spazzata via a questo punto. È difficile prevedere esattamente quanta - forse solo poca, probabilmente metà o due terzi." Se una buona parte della polvere sopravvive e riesce a raggiungere lo spazio interstellare, potrebbe spiegare le grandi quantità di polvere rivelate nell'Universo primordiale.

"Le prime galassie sono davvero incredibilmente polverose e questa polvere svolge un ruolo importante nell'evoluzione delle galassie", aggiunge Mikako Matsuura dell'University College di Londra, UK. "Oggi sappiamo che la polvere può essere creata in diversi modi, ma nell'Universo primordiale la maggior parte doveva provenire dalle supernove. Abbiamo finalmente trovato una prova diretta a sostegno di questa teoria".

Note

[1] La polvere cosmica è formata da grani di silicati e grafite - minerali abbondanti anche sulla Terra. La fuliggine di candela è molto simile alla polvere di grafite cosmica, anche se la dimensione dei grani nella fuliggine è dieci o più volte maggiore di quella tipica dei grani di grafite cosmici.

[2] La luce di questa supernova è arrivata sulla Terra nel 1987, dato che si riflette nel nome della supernova.

Ulteriori Informazioni

ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l'Europa, il Nord America e l'Asia Orientale, in cooperazione con la Repubblica del Cile. In Europa, ALMA è finanziata dall'ESO, in Nord America dalla U.S. National Science Foundation (NSF), in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e il National Science Council di Taiwan (NSC) e in Asia Orientale dagli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS), in cooperazione con l'Accademia Sinica di Taiwan (AS). La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dell'Europa, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Aisa Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo “Dust Production and Particle Acceleration in Supernova 1987A Revealed with ALMA”, di R. Indebetouw et al., che verrà pubblicato dalla rivista Astrophysical Journal Letters.

L'equipe è composta da R. Indebetouw (National Radio Astronomy Observatory (NRAO); University of Virginia, Charlottesville, USA), M. Matsuura (University College London, Regno Unito [UCL]), E. Dwek (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA), G. Zanardo (International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia, Crawley, Australia [ICRAR]), M.J. Barlow (UCL), M. Baes (Sterrenkundig Obst Gent, Gent, Belgio), P. Bouchet (CEA-Saclay, Gif-sur-Yvette, Francia), D.N. Burrows (The Pennsylvania State University, University Park, USA), R. Chevalier (University of Virginia, Charlottesville, USA), G.C. Clayton (Louisiana State University, Baton Rouge,USA), C. Fransson (Stockholm University, Svezia), B. Gaensler (Australian Research Council Centre of Excellence for All-sky Astrophysics [CAASTRO]; Sydney Institute for Astronomy, The University of Sydney, Australia), R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), M.Lakicevic (Lennard-Jones Laboratories, Keele University, Regno Unito), K.S. Long (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA [STScI]), P. Lundqvist (Stockholm University, Svezia), I. Martí-Vidal (Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Svezia), J. Marcaide (Universidad de Valencia, Burjassot, Spagna), R. McCray (University of Colorado at Boulder, USA), M. Meixner (STScI; The Johns Hopkins University, Baltimore, USA), C.-Y. Ng (The University of Hong Kong, Hong Kong), S. Park (University of Texas at Arlington, Arlington, USA), G. Sonneborn (STScI), L. Staveley-Smith (ICRAR; CAASTRO), C. Vlahakis (Joint ALMA Observatory/European Southern Observatory, Santiago, Cile) and J. van Loon (Lennard-Jones Laboratories, Keele University, Regno Unito).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L'ESO al momento sta progettando l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1401.