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La luna di Giove Ganimede potrebbe rilevare la materia oscura
di Spektrum der Wissenschaft
La supernova rivela il cuore di una stella esotica
30.8.2025
Traduzione: tradotto automaticamente
Una strana esplosione stellare conferma una teoria vecchia di decenni sull'origine degli elementi. Allo stesso tempo, però, solleva nuovi misteri fondamentali sulle supernove.
Prima che una stella gigante esploda in una supernova, produce comunque gli elementi che compongono la Terra e i suoi curiosi abitanti: Sostanze come carbonio, zolfo, ossigeno, silicio e ferro. Tuttavia, questi non vengono prodotti in modo casuale, ma in gusci sferici ben organizzati e impilati, composti da elementi diversi che diventano sempre più pesanti verso l'interno. Una rara esplosione stellare nota come SN 2021yfj ha ora rivelato per la prima volta il guscio sferico più interno, precedentemente previsto solo a livello teorico, e allo stesso tempo ha sollevato nuovi misteri. Come riporta un team guidato da Steve Schulze della Northwestern University di Evanston sulla rivista scientifica «Nature», una stella gigante ha fatto esplodere nello spazio lo strato più interno di silicio e zolfo sotto forma di un guscio di gas coerente. Nella successiva supernova, le misure spettroscopiche sono state in grado di distinguere questo guscio dall'esplosione stessa. Da un lato, l'analisi conferma il modello a guscio dell'evoluzione delle stelle giganti, ma dall'altro lo mette anche in discussione. Infatti, il modo in cui la stella ha esposto il suo nucleo più interno è un vero e proprio mistero.
Per diversi decenni, la stella ha esposto il suo nucleo più interno.
Da diversi decenni, gli esperti hanno capito abbastanza bene cosa succede quando una stella gigante di circa 40 masse solari o più si avvicina alla fine esplosiva della sua esistenza. Quando quasi tutto l'idrogeno è stato bruciato in elio, il nucleo della stella si restringe e diventa più caldo e denso fino a quando l'elio può fondersi. Affinché i suoi prodotti ossigeno e carbonio si fondano a loro volta, le condizioni devono diventare ancora più estreme. A temperature e pressioni sempre più elevate, si formano gradualmente neon, magnesio, silicio, zolfo e infine ferro, lo stadio finale della fusione stellare. Se questo nucleo di ferro diventa troppo grande, collassa in una stella di neutroni o in un buco nero e provoca un'esplosione gigantesca.
Anche la stella progenitrice della supernova 2021yfj era una stella Wolf-Rayet, una classe molto rara di stelle giganti che espellono una straordinaria quantità di massa prima di esplodere. Durante il processo rivelano il loro interno, tanto che i loro gusci di ossigeno e carbonio sono già stati rilevati. Tuttavia, sono necessari cataclismi giganteschi perché una stella gigante espella anche il suo guscio di zolfo e silicio. Il team di Schulze ha calcolato che la stella progenitrice di 2021yfj deve aver espulso circa tre volte la massa del Sole in un singolo episodio per spiegare il guscio di gas osservato. Al momento non esiste alcun meccanismo che possa causare questo fenomeno. Un'altra scoperta infittisce ulteriormente il mistero che circonda l'esotica supernova 2021yfj. Il team di Schulze ha rilevato piccole quantità di elio tra il silicio e lo zolfo, ma questo non dovrebbe esistere in nessun caso così in profondità nella stella. Quindi, se da un lato l'individuazione del guscio di zolfo e silicio supporta il modello decennale del preludio di una supernova, dall'altro lo studio mostra quanti misteri pongano ancora queste «supernovae ordinarie»
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Articolo originale su Spektrum.de
Immagine di copertina: Osservatorio Keck/Adam Makarenko
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