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Unmasking the Progenitors and Energy Sources of Superluminous Supernovae

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Una comprensione più approfondita delle supernove superluminose

Avvalendosi di una combinazione di tecnologie e metodi, alcuni astronomi hanno iniziato a svelare i fenomeni misteriosi della supernova superluminosa.

Spazio

Se credevate che una supernova fosse già di per sé super, aspettate di saperne di più sulla supernova superluminosa. Questi fenomeni scoperti di recente possono risultare fino a 100 volte più luminosi rispetto a una normale supernova a collasso del nucleo. Ma, oltre a ciò, si sa ancora molto poco su questa classe misteriosa di esplosioni stellari. «Sappiamo che le supernove superluminose hanno una luminosità superiore, eppure non ne conosciamo il motivo», afferma Ragnhild Lunnan, astronoma presso l’Università di Stoccolma. «Ad esempio, disponiamo di una comprensione molto limitata riguardo alla loro fonte di energia e alle loro stelle progenitrici.» Grazie al sostegno del progetto SUPERS, finanziato dall’UE, Lunnan, borsista del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie sta lavorando per colmare queste lacune di conoscenze.

Una combinazione di tecnologie e metodi

Per conseguire il suo obiettivo di migliorare il modo in cui si effettuano le ricerche e per comprendere le supernove superluminose, Lunnan ha impiegato una combinazione di tecnologie e metodi. Ciò comprendeva la spettroscopia tardiva e un’indagine astronomica di prossima generazione basata sulla struttura transitoria di Zwicky (ZTF, Zwicky Transient Facility). «L’aspetto che rende straordinaria la struttura transitoria di Zwicky per eseguire la ricerca di supernove superluminose consiste nel fatto che copre una zona molto più estesa rispetto a qualsiasi precedente indagine astronomica, il che significa che ha una maggiore efficienza nello scoprire eventi rari», aggiunge Lunnan. Lunnan ha inoltre utilizzato alcune immagini scattate con il telescopio spaziale Hubble per esaminare ambienti galattici ospitanti le supernove. «Nel lasso di tempo in cui viene trovata una supernova superluminosa, la sua luminosità si è già affievolita in maniera considerevole, rendendo più difficile nonché più costoso ottenere informazioni», osserva Lunnan. «Tuttavia, disponendo delle tecnologie e degli strumenti appropriati, si è in grado di scoprire molto, ad esempio, sulla sua composizione e sullo stato di ionizzazione, tutti elementi che possono fornire indizi sul tipo di stella che è esplosa e sui fattori che ne hanno innescato l’esplosione.»

Una scoperta inaspettata

Fin da subito, il progetto ha fatto una scoperta inaspettata, ovvero che alcune delle stelle esplose come supernove superluminose sono soggette a eruzioni di grandi dimensioni in prossimità del momento dell’esplosione. «Abbiamo riscontrato una firma mai vista prima di un guscio circumstellare in rapido movimento attorno alla supernova iPTF16e», spiega Lunnan. «È stato particolarmente entusiasmante poiché ciò collega potenzialmente questa classe di esplosioni a nuclei stellari molto massicci.» Per portare ulteriormente avanti questa pista, Lunnan ha dedicato del tempo a utilizzare sia il Very Large Telescope dell’Osservatorio europeo australe che il telescopio spaziale Hubble, ottenendo risultati positivi. «Avvalendomi di questi telescopi, mi prefiggevo di studiare quanto fosse diffuso questo fenomeno nelle supernove superluminose e di effettuare una migliore caratterizzazione di un altro esempio, in caso l’avessi trovato», osserva Lunnan. «Non si trattava affatto della direzione che credevo prendesse questo progetto, ma alla fine si è dimostrato estremamente interessante.»

Ancora molto lavoro all’orizzonte

Purtroppo, la pandemia che ha colpito il mondo ha interrotto questa ricerca a causa della chiusura di una serie di osservatori. Ciononostante, Lunnan che è attualmente diventata membro della facoltà dell’Università di Stoccolma, può continuare il suo lavoro. «Sebbene il progetto finanziato dall’UE si sia ufficialmente concluso, sto ancora lavorando ad alcuni aspetti originariamente concepiti nell’ambito di SUPERS», afferma. Secondo Lunnan, tale lavoro comprende il proseguimento dell’analisi del campione straordinario di supernove superluminose individuate finora nell’indagine basata sulla struttura transitoria di Zwicky. «Stiamo constatando l’esistenza di una forte diversità in questa classe di esplosioni rispetto a quelle riconosciute in precedenza in termini di luminosità, scale temporali, struttura della curva di luce, nuove sottoclassi e così via.» Lunnan conclude: «Qualsiasi sia il meccanismo a cui ci si vuole appellare per spiegare queste esplosioni, deve essere in grado di riprodurre questa diversità e il nostro campione punta a compiere un passo nella giusta direzione.»

Parole chiave

SUPERS, supernova superluminosa, supernova, astronomo, spettroscopia tardiva, struttura transitoria di Zwicky, telescopio spaziale Hubble

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