Supernove uno spettacolo esplosivo

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Supernove

Una Supernova è una stella che esplode. L’esplosione di Supernova rappresenta l’ultimo atto, distruttivo e spettacolare, del ciclo evolutivo di stelle molto massive. Durante l’esplosione viene liberata un’energia enorme e la stella diventa così luminosa da splendere più di una intera galassia.



Una supernova (plurale supernovae o supernove; abbreviata come SN o SNe) è un'esplosione stellare più energetica di quella di una nova. Le supernove sono molto luminose e causano una emissione di radiazione che può per brevi periodi superare quella di una intera galassia.

Durante un intervallo di tempo che può andare da qualche settimana a qualche mese, una supernova emette tanta energia quanta è previsto che ne emetta il Sole durante la sua intera esistenza e, per una quindicina di secondi, raggiunge una temperatura di cento miliardi di Kelvin, ma perché ciò avvenga, la stella deve avere una massa almeno nove volte superiore a quella del nostro Sole. L'esplosione espelle la maggior parte o tutto il materiale che costituisce la stella a velocità che possono arrivare a 30 000 km/s (10% della velocità della luce), producendo una onda d'urto che si diffonde nel mezzo interstellare. Ciò si traduce in una bolla di gas in espansione che viene chiamata resto di supernova.

Il termine nova, che significa "nuova" in latino, si riferisce a ciò che appare essere una nuova stella brillante nella volta celeste. Il prefisso "super-" distingue le supernove dalle nove ordinarie che sono molto meno luminose. La parola supernova fu utilizzata per la prima volta da Walter Baade e Fritz Zwicky nel 1931. Le supernove possono essere innescate in due modi: o tramite la riaccensione improvvisa dei processi di fusione nucleare in una stella degenere o tramite il collasso del nucleo di una stella massiccia.
Supernove storiche
Lo studio delle supernove della nostra galassia rientra in un'indagine più ampia di tipo storico, e bisogna andare a curiosare nelle antiche cronache per trovarne traccia. Cinesi, Giapponesi, Coreani, Arabi hanno lasciato testimonianza scritta di questi eventi spettacolari, che venivano accolti con grande stupore e interpretati secondo le credenze mitiche e religiose del tempo e del luogo.

Nel complesso esistono una decina di segnalazioni storiche di supernove galattiche, alcune delle quali assolutamente certe e altre meno, dato che in alcuni casi potrebbe essersi trattato di una semplice nova, una stella appartenente a un sistema binario che più o meno periodicamente aumenta la propria luminosità a causa dell'interazione con la compagna. In alcuni casi i dati riportati sono molto precisi mentre in altri sono vaghi e incompleti.

La più antica tra le supernove storiche è quella osservata nel 185 d.C. nella costellazione del Centauro. La sua luminosità rivaleggiava addirittura con quella della Luna al primo quarto e quando apparve, il 7 dicembre, pur sorgendo quasi contemporaneamente al Sole fu ugualmente individuata. La registrazione cinese, alla data corrispondente, recita così: «Una stella ospite è apparsa nella costellazione di Nan-men (nei pressi delle attuali Alfa e Beta Centauri). Essa era luminosa, multicolore e scintillante. La sua brillantezza diminuì gradualmente e scomparve nel sesto mese dell'anno successivo. Secondo le normali predizioni ciò significa insurrezione». AI di là dell'interpretazione che queste culture attribuivano alla comparsa di una supernova, è interessante notare che esse ritenevano che si trattasse di una “stella nuova” o anche, come spesso viene detto, di una “stella ospite”, cioè di un astro che prima non c'era. In realtà, come detto, per ogni supernova esiste una stella progenitrice, che però il più delle volte non è visibile a occhio nudo prima dell'esplosione perché troppo debole.
I Cinesi osservarono una supernova anche nel 393, nello Scorpione, ma ne diedero solo informazioni imprecise. Quella del 1006, nella costellazione del Lupo, venne osservata in dettaglio dagli Arabi. Essa fu molto più brillante e venne notata anche nell'Estremo Oriente e in Europa.

La supernova della quale, però, ci rimangono più notizie storiche è certamente quella esplosa nel 1054 nella costellazione del Toro. Osservazioni e registrazioni di questo evento vennero effettuate in Cina, in Corea e, in modo qualitativamente inferiore, in Giappone e in Armenia. Nel trattato astronomico cinese "Sung-shib" (cioè "Storia della dinastia Sung") alla data corrispondente al nostro 4 luglio 1054 si legge: «Una stella ospite è U apparsa a sud-est di Tien-kuan (stella oggi denominata ζ Tauri). Dopo più di un anno è scomparsa a poco a poco». I Cinesi osservarono la supernova per 23 giorni, a partire dal 4 luglio, e oggi ci rimane testimonianza di essa nel resto di supernova detto nebulosa Granchio, per la sua forma caratteristica. Un'altra supernova, esplosa nel 1181, venne completamente ignorata in Occidente, e le informazioni al suo riguardo ci derivano solo dalle cronache cinesi e giapponesi.

Quella del 1572 è nota anche come supernova di Tycho, o Tychonica, perché fu il celebre nobiluomo e astronomo danese Tycho Brahe a raccoglierne le stime di luminosità nella sua opera "De Stella Nova". Quella del 1604 in Ofiuco, invece, venne lungamente osservata da Giovanni Keplero, e le sue stime si trovano nel volume "De Stella Nova in Fede Serpentarii". Ricostruendo e assemblando tutte le osservazioni che riguardano quest'ultima, si deduce che essa divenne improvvisamente visibile l'8 ottobre 1604 e che la sua luminosità massima, raggiunta circa una settimana dopo, fu paragonabile a quella del pianeta Venereo Poi, nel corso dei mesi, si indebolì fino a che, circa un anno dopo, non fu più visibile a occhio nudo. Questo evento venne annotato accuratamente anche dagli astronomi coreani, al tempo della dinastia Yi che regnò sul paese dal 1392 al 1910, e da quelli cinesi.

Venendo a tempi più recenti, nel marzo del 1987 esplose una supernova nella Grande Nube di Magellano, una delle galassie più vicine alla Via Lattea. Questo evento ha richiamato l'attenzione di tutta la comunità astronomica in quanto si è trattato del primo evento di questo tipo accaduto a breve distanza da noi (benché non nella nostra Galassia) da quando è stato inventato il telescopio.
Nomenclatura
La scoperta di una nuova supernova viene comunicata al Central Bureau for Astronomical Telegrams della Unione Astronomica Internazionale che provvede a diffondere una circolare in cui le viene assegnato un nome. Esso è composto dalla sigla SN seguita dall'anno della scoperta e da un suffisso di una o due lettere. Le prime 26 supernove dell'anno ricevono le lettere maiuscole dalla A alla Z; quelle successive sono designate mediante suffissi di due lettere minuscole: aa, ab, e così via. Per esempio, SN 2003C designa la terza supernova annunciata nell'anno 2003. L'ultima supernova del 2012 è stata SN 2012ik, cioè è stata la 245a ad essere scoperta. Dal 2000 gli astronomi professionisti e dilettanti hanno scoperto centinaia di supernove ogni anno (390 nel 2009, 341 nel 2010, 290 nel 2011).

Le supernove osservate in epoche storiche non hanno suffisso, ma sono seguite solo dall'anno della scoperta: SN 185, SN 1006, SN 1054, SN 1572 (chiamata Nova di Tycho) e SN 1604 (stella di Keplero). Dal 1885 viene aggiunta una lettera alla notazione, anche se è stata osservata una sola supernova in quell'anno (per esempio, SN 1885A, SN 1907A, ecc.). Prima del 1987 raramente erano necessari suffissi di due lettere, ma dal 1988 essi sono sempre stati necessari.
Classificazione
Le supernove sono state classificate sulla base delle caratteristiche della loro curva di luce e delle linee di assorbimento dei diversi elementi chimici che appaiono nei loro spettri. Una prima divisione viene effettuata sulla base della presenza o dell'assenza delle linee dell'idrogeno. Se lo spettro della supernova presenta tali linee (chiamate serie di Balmer nella porzione visibile dello spettro), essa viene classificata come di Tipo II; altrimenti è di Tipo I. Ognuna di queste due classi è a sua volta suddivisa in base alla presenza di altri elementi chimici o alla forma della curva di luce (cioè del grafico che rappresenta la magnitudine apparente dell'oggetto in funzione del tempo).

Tipo I
Le supernove di Tipo I sono suddivise in base ai loro spettri: le supernove di tipo I-A mostrano le linee di assorbimento del silicio nei loro spettri, quelle di tipo I-B e I-C no. Le supernove di Tipo I-B esibiscono evidenti linee dell'elio neutro, contrariamente a quelle Tipo I-C. Le curve di luce sono simili, sebbene quelle di tipo Ia siano più luminose al loro picco. In ogni caso, la curva di luce non viene considerata un fattore importante nella classificazione delle supernove di tipo I.

Un piccolo numero di supernove di Tipo I-A mostrano caratteristiche non comuni come luminosità differenti da quelle delle altre supernove della loro classe o curve di luce allungate. Di solito ci si riferisce a queste supernove collegandole al primo esemplare che ha manifestato delle anomalie. Per esempio, la supernova SN 2008ha, meno luminosa del normale, è classificata come di tipo SN 2002cx, dato che quest'ultima supernova è stata la prima, fra quelle osservate, a presentare queste caratteristiche.

Tipo II
Anche le supernove di Tipo II possono essere suddivise in ragione dei loro spettri. La maggior parte di esse, infatti, mostra linee di emissione dell'idrogeno molto allargate, indicanti velocità di espansione molto elevate, dell'ordine di migliaia di chilometri al secondo; alcune, invece, come SN 2005gl, possiedono spettri aventi linee dell'idrogeno sottili e vengono chiamate supernove di Tipo IIn, dove n abbrevia la parola inglese narrow, che significa "stretto".

Quelle che hanno linee dell'idrogeno allargate sono a loro volta suddivise sulla base della loro curva di luce. Quelle di tipo più comune hanno un caratteristico appiattimento della curva, poco dopo il picco; ciò sta a indicare che la loro luminosità resta quasi invariata per alcuni mesi prima di declinare definitivamente.
Queste supernove sono designate con la sigla II-P, dove P abbrevia la parola plateau, che significa "altopiano". Meno comunemente le supernove con linee dell'idrogeno allargate mostrano un costante declino della luminosità dopo il picco. Esse sono designate con la sigla II-L, dove L abbrevia la parola linear, sebbene la curva di luce non sia in realtà una linea retta.

Una piccola porzione delle supernove di Tipo II, come SN 1987K e SN 1993J, cambiano il loro tipo: mostrano, cioè, inizialmente linee dell'idrogeno, ma dopo qualche settimana o mese il loro spettro è dominato dall'elio. Il termine Tipo IIb viene utilizzato per designare queste supernove dato che esse combinano caratteristiche proprie delle supernove di Tipo II e di quelle di Tipo Ib.

Alcune supernove, non riconducibili a nessuna delle classi precedenti, vengono designate con la sigla pec, abbreviazione di peculiar, che significa "strano", "insolito".

Perché le Supernove sono importanti?
Le Supernove pur essendo un fenomeno distruttivo per la stella sono fondamentali per l’evoluzione del nostro universo e presentano implicazioni che ci toccano molto da vicino. Essenzialmente possiamo individuare 2 importanti conseguenze dell’esplosione:

- le Supernove rappresentano il più efficiente meccanismo di arricchimento chimico delle galassie. La maggior parte degli elementi che si trovano oggi nella nostra Galassia e che compongono la nostra Terra e noi stessi, non sono nati insieme all’Universo, durante il Big Bang. Infatti, solo gli elementi più leggeri come idrogeno, elio, litio si sono potuti formare in quel processo che viene chiamato “nucleosintesi del Big Bang”. Tutti gli altri elementi che conosciamo (ad esempio il carbonio di cui siamo costituiti o l’ossigeno che respiriamo) sono stati sintetizzati all’interno delle stelle, dalle reazioni termonucleari o da altre reazioni. Tali elementi rimarrebbero per sempre inglobati nel nucleo delle stelle che li producono. In seguito all’esplosione delle Supernove, invece, il materiale stellare, ricco di elementi chimici, viene restituito al Cosmo e va ad arricchire le nubi di gas e polvere interstellare che poi daranno origine a nuove stelle, pianeti e galassie. Inoltre grazie all’energia dell’esplosione molti elementi già esistenti vengono trasformati, fino a produrre tutti gli elementi della tavola periodica. Possiamo dire, in un certo senso, di essere davvero “figli delle stelle”.

- le esplosioni di Supernove favoriscono la nascita di nuove stelle. Infatti, l’onda d’urto d
ell’esplosione, propagandosi nelle nubi di gas e polvere interstellari, causa delle variazioni di densità che inducono la contrazione del gas e quindi la formazione di una nuova stella. Nel “ciclo vitale” del Cosmo, la morte di una stella crea le condizioni per cui altre possano nascere.

Fonti: wikipedia.org
lngs.infn.it
Fonte IGM: wikipedia.org