Un nuovo tipo di supernova getta luce su due misteri dell'universo

Un nuovo tipo di supernove è stato osservato da un gruppo internazionale di ricercatori - fra cui Paolo Mazzali della Scuola Normale Superiore di Pisa e dell'Osservatorio INAF di Padova - che ne danno notizia in un articolo pubblicato su Nature. Si tratta della supernova (SN) 2005E, che esplose circa 110 milioni di anni fa nella galassia a spirale NGC 1032, nella costellazione del Cetus.
Per quelle che sono le conoscenze attuali, le supernove possono avere due origini: o derivano dall'esplosione di una stella gigante giovane che collassa violentemente sotto il peso della propria massa, oppure sono il prodotto dell'esplosione di vecchissime stelle nane bianche.
La supernova osservata dai ricercatori non sembrava però poter rientrare in nessuno di questi due scenari. Da un lato, la quantità di materiale proiettato all'esterno dalla supernova era troppo esiguo per provenire dall'esplosione di una stella gigante, e inoltre la sua posizione era molto distante dalle "nursery" galattiche in cui si formano nuove stelle, indicando che doveva avere avuto molto tempo per allontanarsi dal luogo di nascita.
D'altra parte la composizione chimica rilevata non corrisponde a quella che si osserva nelle supernove dell'altro tipo.
Normalmente le nane bianche che esplodono come supernove di tipo Ia sono costituite principalmente da carbonio e ossigeno, e il materiale espulso riflette tale composizione chimica. La supernova in questione aveva invece un livello insolitamente elevato degli elementi calcio e titanio, solitamente prodotti di reazioni nucleari che coinvolgono l'elio e non ossigeno e carbonio.
"Non avevamo mai visto uno spettro come questo", osserva Mazzali. "E' stato subito chiaro che la composizione chimica unica di questa esplosione era una chiave di grande importanza per comprenderla." Da dove proveniva l'elio? Le simulazioni suggeriscono che nel fenomeno siano state coinvolte due nane bianche una delle quali avrebbe sottratto elio all'altra, fino ad arrivare a una soglia oltre la quale è avvenuta l'esplosione. "La stella donatrice è stata probabilmente completamente distrutta nel processo, ma non siamo sicuri circa il destino della stella saccheggiatrice", ha detto  Avishay Gal-Yam, uno dei coordinatori dello studio.
Secondo gli autori, questa supernova, insieme ad altre sette che erano state osservate in precedenza, sia pure con maggiore difficoltà, potrebbero essere le rappresentanti di un nuovo tipo di supernova in realtà più comune di quanto finora sospettato, che potrebbero spiegare due questioni rimaste senza risposta: l'abbondanza di calcio che si rileva nelle galassie, un elemento essenziale per lo sviluppo della vita sulla Terra, e la concentrazione di positroni, le antipartricelle dell'elettrone, al centro delle galassie.
Questi ultimi potrebbero essere il risultato del decadimento del titanio 44, radioattivo e prodotto in abbondanza da questo tipo di supernove, in scandio 44 più un positone, che poi decade a sua volta in calcio 44. Finora l'ipotesi della presenza di una così elevata quantità di positoni era attribuita al presunto decadimento della sfuggente materia oscura al centro delle galassie. (gg)