Optical observations on the young Type Ia SN 2021fxy with detached high velocity features
Questo articolo presenta le prime osservazioni ottiche della giovane supernova di Tipo Ia SN 2021fxy, rivelando prominenti caratteristiche ad alta velocità distaccate di elementi di massa intermedia la cui evoluzione di velocità unica suggerisce che esse originino da strutture intrinseche degli ejecta parzialmente disaccoppiate dal materiale esterno principale, offrendo così nuovi vincoli alla fisica dell'esplosione delle SN Ia.
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Immaginate l'universo come un enorme palloncino che si espande. Per misurare quanto velocemente si stia allungando e quanto siano lontane le cose, gli astronomi hanno bisogno di un "righello" affidabile. Per decenni, hanno usato un tipo speciale di stella che esplode, chiamata supernova di Tipo Ia, come quel righello. Pensate a queste stelle come a lampadine cosmiche che brillano tutte con quasi la stessa luminosità. Poiché sappiamo quanto dovrebbero essere luminose, possiamo capire quanto siano lontane semplicemente osservando quanto appaiano fioche per noi. Questa scoperta ci ha aiutato a capire che l'universo non sta solo espandendosi; sta accelerando, spinto da una forza misteriosa chiamata energia oscura. Ma per usare perfettamente queste lampadine cosmiche, dobbiamo capire esattamente come esplodono. A volte, l'esplosione lascia dietro di sé strani detriti ad alta velocità che non si adattano perfettamente al quadro standard, e capire il perché è come cercare di risolvere un puzzle in cui alcuni pezzi sembrano provenire da una scatola completamente diversa.
Questo articolo è una storia investigativa su una specifica lampadina cosmica chiamata SN 2021fxy, che è andata in "boom" in una galassia chiamata NGC 5018. Un team di astronomi, guidato da Liping Li, ha osservato questa esplosione molto da vicino dal momento in cui è avvenuta, usando potenti telescopi in Cina per scattare foto e acquisire spettri (che sono come impronte digitali della luce) nell'arco di diversi mesi. Erano particolarmente interessati ad alcune nuvole di gas che si muovevano molto velocemente, chiamate "caratteristiche ad alta velocità" (HVF), che sono apparse nei primi giorni dell'esplosione. Queste nuvole erano composte da elementi come silicio e calcio, ma stavano sfrecciando via molto più velocemente del resto dei detriti della stella, quasi come se fossero staccate dall'esplosione principale.
Il team ha scoperto che SN 2021fxy è stata un'esplosione piuttosto normale e luminosa, raggiungendo una luminosità di picco di -19,36 nella parte blu dello spettro. Ha creato circa 0,58 volte la massa del nostro Sole in nichel radioattivo, che ha alimentato la luce. Tuttavia, il vero mistero risiedeva nella velocità del gas. Il corpo principale dell'esplosione ha rallentato a un ritmo prevedibile, come un'auto che rotola fino a fermarsi. Ma le nuvole di silicio ad alta velocità staccate? Erano testarde. Invece di rallentare rapidamente, continuavano a muoversi a una velocità quasi costante per circa dieci giorni, seguendo un percorso molto superficiale che non corrispondeva alle regole standard di come un'esplosione solitamente si espande.
Gli autori suggeriscono che queste nuvole veloci non siano solo pezzi casuali di gas; sono probabilmente strutture distinte, come blob o gusci, che si sono formati all'interno della stella prima che esplodesse e che sono stati lanciati separatamente dalla massa principale dei detriti. Argomentano contro l'idea che queste nuvole siano state causate dall'esplosione che colpisce una nube di gas che circonda la stella (materiale circumstellare), perché le nuvole sono durate troppo a lungo e si sono comportate in modo troppo diverso perché ciò potesse essere il caso. Invece, l'articolo suggerisce che queste caratteristiche potrebbero essere prove di una miscelazione complessa all'interno della stella o di un tipo specifico di esplosione in cui un guscio di elio detona per primo. Sebbene non possano dire con certezza quale modello di esplosione sia il vincitore, dimostrano che queste nuvole ad alta velocità sono un indizio comune e importante. Studiandole, potremmo finalmente capire le sottili differenze su come queste lampadine cosmiche siano costruite, il che ci aiuterà a rendere i nostri righelli cosmici ancora più accurati.
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