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Quarant’anni con gli occhi puntati su Sn 1987A

Creato il 06 febbraio 2019 da Media Inaf

La notte del 23 febbraio 1987 gli astronomi osservarono l’esplosione di una supernova avvenuta nella Grande Nube di Magellano, galassia satellite della Via Lattea. La stella esplosa era la supergigante blu Sanduleak -69° 202a, con una massa di circa 20 masse solari, e la sua esplosione produsse il resto di supernova Sn 1987A. Da quella notte e per gli anni successivi, Sn 1987A è stato osservato ripetutamente da molti telescopi e satelliti operanti praticamente in tutte le bande dello spettro elettromagnetico, dalle onde radio ai raggi X. Di fatto, esso costituisce l’unico caso in cui la comunità scientifica ha potuto seguire costantemente l’evoluzione di un resto di supernova sin dal momento dell’esplosione.

Gli studi condotto finora su Sn 1987A hanno spiegato vari aspetti dell’interazione tra l’onda d’urto prodotta dall’esplosione della supernova e dell’esistente nube di gas circumstellare, dotata di una particolare morfologia. Durante le sue ultime fasi evolutive, infatti, la stella progenitrice ha perso molta dalla sua massa sotto forma di un violento vento stellare, che ha formato una nube circumstellare dalla geometria anulare, disposta principalmente sul piano equatoriale. Gli studi esistenti hanno però ignorato gli effetti dovuti a un campo magnetico locale, certamente presente dato che la presenza di un campo magnetico locale è una caratteristica comune negli oggetti sia galattici che extragalattici.

Nello studio “3D MHD modeling of the expanding remnant of SN 1987A. Role of magnetic field and non-thermal radio emission”, guidato da Salvatore Orlando dell’Inaf di Palermo, è presentato il primo modello magneto-idrodinamico dell’evoluzione di Sn 1987A dal momento in cui è stata generata l’onda d’urto dall’esplosione della supernova fino a oggi, tenendo conto della presenza di un campo magnetico locale con un’intensità che varia da 1 G a 0.1 mG (1 Gauss è pari all’intensità media del campo magnetico solare) alla distanza di 0.3 anni luce dal centro dell’esplosione. Il modello presentato dimostra che la presenza di un campo magnetico locale non altera ne l’emissione di SN 1987A in varie bande ne la sua morfologia globale. D’altro canto, la presenza di un campo magnetico evita che la nebulosa circumstellare a forma di anello si frammenti una volta colpita ed attraversata dall’onda d’urto prodotta dalla supernova (le osservazioni indicano che l’impatto è avvenuto 14 anni dopo l’esplosione).

Questo modello riesce anche a riprodurre le curve di luce (ossia l’intensità dell’emissione in funzione del tempo) osservata sia ai raggi X che in onde radio. In particolare, il modello può riprodurre la curva di luce radio se il flusso emesso dallo “shock inverso” – un’onda d’urto che si propaga in direzione opposta a quella prodotta dalla supernova, e che attraversa il materiale stellare espulso a seguito dell’esplosione – viene fortemente soppresso. In questo caso, l’emissione radio proviene principalmente dall’onda d’urto primaria che attraversa la nebulosità ad anello. Gli autori dello studio, pubblicato su Astronomy & Astrophysics, hanno anche valutato i possibili meccanismi fisici responsabili della soppressione dell’emissione radio dallo shock inverso, suggerendo che la causa principale di tale soppressione possa essere una forte magnetizzazione del materiale stellare espulso.

«Grazie ad Sn 1987A abbiamo la possibilità di osservare in bande diverse e con notevole dettaglio la transizione dalla fase di supernova a quella di resto di supernova», spiega Orlando a Media Inaf. «Questo offre l’opportunità unica di legare la struttura e la morfologia di un resto di supernova alle caratteristiche del mezzo circumstellare magnetizzato attraverso cui lo shock della supernova si espande, e alle proprietà fisiche del meccanismo responsabile dell’esplosione stessa. Questo studio si inserisce nell’ambito di un progetto Prace (Partnership for Advanced Computing in Europe) che ha come obiettivo la descrizione dell’esplosione della supernova e della successiva interazione dello shock con il mezzo ambiente. Il confronto del modello con osservazioni in bande diverse ci sta permettendo di decifrare le osservazioni e ottenere informazioni preziose sul mezzo circumstellare attorno ad Sn 1987A, e sul ruolo giocato dal campo magnetico e sull’origine dell’emissione radio osservata».

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