Di Emily Conover

Novembre 7, 2024 a 11: 00 am
Alcune stelle massicce possono spegnersi con un fizz, non con un botto.

Una stella che è spuntata dalla vista potrebbe essere una “supernova fallita”, un’esplosione stellare che si è esaurita invece di esplodere completamente, secondo un nuovo studio. Se fosse vera, la supernova fallita segnerebbe la nascita di un buco nero.

Alla fine della loro vita, le stelle massicce esplodono in esplosioni abbaglianti note come supernove, che prendono il via quando il nucleo della stella collassa. Ma a volte, sospettano gli scienziati, non c’è abbastanza energia per un’esplosione completa, con il risultato di una stella che si spegne senza fuochi d’artificio.

Nessuno ha mai rilevato in modo definitivo una supernova fallita. Ma ora c’è un nuovo candidato. La luce visibile della stella, una supergigante avvistata nella vicina galassia di Andromeda, è svanita drammaticamente a partire dal 2016, svanendo completamente entro il 2023, riferiscono l’astrofisico del MIT Kishalay De e colleghi in un articolo presentato il 18 ottobre al arXiv.org.

“È quello che ci si aspetta [da una supernova fallita]. C’è qualcosa che è luminoso e luminoso e sembra una stella massiccia, e poi scompare”, dice l’astrofisico Morgan Fraser, che non è stato coinvolto nella ricerca.

Ma la scoperta non è ancora definitiva. “Ci sono molte altre cose… può sembrare un po’ simile e fuorviarti”, dice Fraser, dell’University College di Dublino. Ad esempio, le nubi di polvere possono avvolgere le stelle, oscurandole (SN: 16/06/21).

Un altro enigma: gli scienziati si aspettano di vedere un po’ di tumulto da una supernova fallita, poiché gli strati esterni della stella dovrebbero sbuffare. Ma De e colleghi non hanno visto alcuno spettacolo di luci visibili. Per spiegare ciò, i ricercatori suggeriscono che la stella era stata precedentemente spogliata di parte del suo involucro esterno di idrogeno. De ha rifiutato di commentare in quanto lo studio non è ancora stato sottoposto a revisione paritaria.

Individuare definitivamente il fallimento di una supernova sarebbe una vittoria astronomica. “Per il momento, è l’unico modo fattibile per vedere effettivamente la formazione di un buco nero”, afferma l’astrofisico Christopher Kochanek della Ohio State University.

Kochanek e colleghi avevano precedentemente segnalato un possibile fallimento di una supernova (SN: 20/09/16). Ma gli scienziati stanno ancora lavorando per escludere altre possibili spiegazioni. Le osservazioni di follow-up con il James Webb Space Telescope, o JWST, hanno mostrato un bagliore infrarosso, hanno riferito Kochanek e colleghi sull’Astrophysical Journal del 20 febbraio. Quella luce infrarossa potrebbe essere emessa dalla materia residua che cade in un buco nero di nuova formazione. Oppure potrebbe essere dovuto a qualcosa di più comune di una supernova fallita, come due stelle che si fondono e sollevano una nuvola di polvere.

Allo stesso modo, un po’ di bagliore infrarosso persisteva dalla stella appena scomparsa, anche se la luce visibile era scomparsa. Ciò lo lascia in un limbo simile sul fatto che si tratti di una supernova fallita o meno. “Con le scarse osservazioni che abbiamo… è molto difficile capire la differenza”, dice l’astrofisico Griffin Hosseinzadeh dell’Università della California, San Diego, che non è stato coinvolto nella ricerca.

Ulteriori dati dal JWST potrebbero aiutare a definire le origini di entrambe le presunte supernove fallite. Gli scienziati potrebbero anche cercare i raggi X, che potrebbero essere prodotti se c’è un buco nero che inghiotte materia.

Comprendere l’agonia delle stelle è importante per determinare come le galassie ottengono le loro popolazioni di buchi neri e stelle di neutroni, resti ultradensi lasciati dalle supernove di successo (SN: 22/2/24). E la morte stellare è importante anche per il modo in cui gli elementi chimici formati nelle stelle vengono esplosi in tutto il cosmo.

Alla fine, gli scienziati sperano di essere in grado di prevedere il destino finale di una stella. “Quello che vorremmo sapere è, in funzione della massa della stella quando nascerà, sarà una supernova e formerà una stella di neutroni, o sarà un fallimento e creerà un buco nero?” dice l’astrofisico Stanford Woosley dell’Università della California, Santa Cruz, che non è stato coinvolto nella ricerca. “L’intera idea della nascita del buco nero, e come appare e cosa producono diverse masse di stelle, queste sono questioni critiche”.

Citazioni

K. De et al. La scomparsa di una stella massiccia segna la nascita di un buco nero in M31. arXiv:2410.14778. Presentato il 18 ottobre 2024.

C.S. Kochanek, J.M.M. Neustadt e K.Z. Stanek. La ricerca di supernove fallite con il Large Binocular Telescope: la controparte nel medio infrarosso di N6946-BH1. Il giornale astrofisico. Vol. 962, 20 febbraio 2024, p. 145. DOI: 10.3847/1538-4357/AD18D7.