Le supernove di tipo Ia sono uno strumento importante per l'astronomia moderna. Si pensa che si verifichino quando una nana bianca cattura una massa oltre il limite di Chandrasekhar, innescando un'esplosione catastrofica. Poiché tale limite è lo stesso per tutte le nane bianche, le supernove di tipo Ia hanno tutte circa la stessa luminosità massima. Pertanto, possono essere utilizzate come candele standard per determinare le distanze galattiche. Le osservazioni della supernova di tipo Ia hanno portato alla scoperta dell'energia oscura e che l'espansione cosmica sta accelerando.
Sebbene queste supernove abbiano rivoluzionato la nostra comprensione dell'universo, non sono così standard come abbiamo proposto all'inizio. Alcuni, come SN 1991T sono molto più luminosi, mentre altri, come SN 1991bg sono molto più deboli. Esiste anche una variante nota come Tipo Iax, in cui la nana bianca non viene completamente distrutta dall'esplosione. Generalmente possiamo tenere conto di queste variazioni quando calcoliamo le distanze stellari, ma sarebbe bene avere una migliore comprensione del meccanismo alla base della loro massima luminosità.
Il capostipite di una supernova di tipo Ia. Credito: NASA, ESA e A. Field (STScI)
Secondo i modelli teorici, la massima luminosità di una supernova di tipo Ia dipende dalla massa e dalla densità centrale della nana bianca prima che esploda. Ma come misurare questi valori? Dopotutto, di solito scopriamo queste stelle solo dopo che sono esplose. Fortunatamente, un nuovo studio inLe lettere del diario di astrofisicamostra come si può fare.
Lo studio ha esaminato un residuo di supernova noto come 3C 397. Si trova a circa 33.000 anni luce dalla Terra ed è probabilmente esploso circa 2.000 anni fa. Poiché la supernova era relativamente vicina e recente, gli astronomi possono avere una buona visione del materiale espulso dall'esplosione. Uno studio precedente sui detriti rimanenti suggerisce che la nana bianca originale era molto vicina al limite di Chandrasekhar quando è esplosa.
Un confronto tra la densità del nucleo misurata e la teoria. Credito: Ohshiro, et al
Questo studio si è concentrato sulle osservazioni di particolari isotopi all'interno dei detriti, in particolare quelli di titanio e cromo. È la prima volta che il titanio è stato osservato in un residuo di tipo Ia. Quando il team ha confrontato la quantità di titanio e cromo con quelle di ferro e nichel, ha trovato un rapporto inaspettatamente alto. Questo è importante perché i rapporti Ti/Ni e Cr/Ni dipendono in modo cruciale dalla densità del nucleo della stella progenitrice. Sulla base delle loro osservazioni, il team ha determinato che il nucleo di 3C 397 era 2-3 volte più alto di quanto generalmente ipotizzato per le nane bianche. Pertanto, l'esplosione è stata probabilmente molto più luminosa di una tipica supernova di tipo Ia.
Sebbene questo sia un singolo studio di una singola supernova, mostra come il rapporto tra gli elementi può determinare le densità del nucleo delle nane bianche. Questo può essere usato per calibrare meglio la luminosità massima delle supernove di tipo Ia, standardizzando meglio la candela per i cosmologi.
Riferimento:Ohshiro, Yuken, et al. “ Scoperta di un gruppo di ejecta altamente neutronizzato nel residuo di supernova di tipo Ia 3C 397 . 'Le lettere del diario di astrofisica913.2 (2021): L34.
