I cosmologi utilizzano le supernovae di tipo Ia, come una sorta di righello per misurare le distanze cosmiche delle galassie che ospitano le stesse supernovae e per comprendere il passato e il futuro dell'espansione dell'Universo e esplorare la natura dell'energia oscura. Fino a poco tempo fa, si pensava che le nane bianche non potessero superare quello che è conosciuto come il limite di Chandrasekhar, una massa critica che equivale a circa 1,4 volte quella del Sole, prima di esplodere in una supernova. Questo limite uniforme è uno strumento fondamentale per la misurazione della distanza delle supernovae.
l limite di Chandrasekhar, o massa di Chandrasekhar è la massa massima di una nana bianca, e corrisponde approssimativamente a 3·1030 kg, circa 1,44 volte la massa del Sole, viene solitamente indicato con il simbolo MCh. Questo limite fu calcolato per la prima volta dal fisico indiano Subrahmanyan Chandrasekhar e a lui successivamente intitolato.
Quando la stella finisce il suo combustibile nucleare, gli strati esterni collassano sul nucleo. Se la stella ha a questo punto una massa minore del limite di Chandrasekhar, il collasso è fermato dalla pressione degli elettroni degeneri, e il risultato è una nana bianca stabile.
Se una stella incapace di produrre ulteriore energia (non è in generale il caso delle nane bianche) ha una massa maggiore, la pressione di degenerazione degli elettroni non è sufficiente a contrastare la gravità; i protoni si fondono con gli elettroni, liberando neutrini, e la stella diventa una stella di neutroni.
Se una nana bianca in un sistema binario stretto riceve materia dalla stella compagna, sipera il limite di Chandrasekhar, collassa improvvisamente ed esplode come una supernova di tipo I.Dal 2003, quattro nuove supernovae scoperte, erano così luminose che i cosmologi si chiedevano se le loro nane bianche originarie avessero superato il limite di Chandrasekhar. Queste supernovae sono state definite "super Chandrasekhar" supernovae.
Ora Richard Scalzo di Yale, nel quadro di una collaborazione tra fisici americani e francesi chiamati "Nearby Supernova Factory", hanno misurato la massa della nana bianca che è diventata una di queste rare supernovae, chiamata SN 2007if, e hanno confermato di aver superato il limite di Chandrasekhar . Hanno inoltre scoperto che la supernova insolitamente luminosa non aveva solo una massa centrale, ma anche un guscio di materiale che è stato espulso durante l'esplosione oltre al materiale preesistente. Il team spera che questa scoperta fornisca un modello strutturale con il quale comprendere le altre supernovae supermassicce.
Per mezzo di osservazioni da telescopi in Cile, Hawaii e California, il team è stato in grado di misurare la massa della stella centrale, il serbatoio esterno e la massa individuale, fornendo la prima prova inconfutabile che il sistema stella stessa ha effettivamente superato il limite di Chandrasekhar. Hanno rilevato che la stella stessa sembra aver avuto una massa 2,1 volte la massa del Sole (più o meno il 10%), andando ben al di sopra del limite.
Essere in grado di misurare le masse di tutte le parti del sistema stellare spiegherebbe ai fisici come il sistema potrebbe essersi evoluto, un processo che è attualmente ancora poco conosciuto. "Noi non sappiamo molto sulla natura di queste stelle che portano a tali supernovae", ha detto Scalzo. "Dobbiamo scoprire infatti ancora scoprire la loro natura, la loro formazione e la loro evoluzione nel tempo."
Essere in grado di misurare le masse di tutte le parti del sistema stellare spiegherebbe ai fisici come il sistema potrebbe essersi evoluto, un processo che è attualmente ancora poco conosciuto. "Noi non sappiamo molto sulla natura di queste stelle che portano a tali supernovae", ha detto Scalzo. "Dobbiamo scoprire infatti ancora scoprire la loro natura, la loro formazione e la loro evoluzione nel tempo."
Scalzo ritiene che vi sono buone probabilità che SN 2007if sia il risultato dalla fusione di due nane bianche, piuttosto che l'esplosione di una nana bianca unica e spera di studiare le altre "super" supernovae Chandrasekhar per determinare se anche loro, potrebbero essere state il frutto di una fusione tra due nane bianche.
I teorici continuano ad indagare sulle stelle con masse al di sopra del limite di Chandrasekhar, che si basa su un modello semplificato di stella, e che potrebbero esistere senza crollare sotto il proprio peso. In entrambi i casi, una sottoclasse di supernovae basate su una differente fisica, potrebbero avere un effetto drammatico sul metodo che cosmologi usano per misurare l'espansione dell'Universo.
"Le supernovae sono state utilizzate per fornire indizi sul destino dell'Universo e conferme sulla teoria della gravità", ha detto Scalzo. "La nostra comprensione dei cambiamenti delle supernovae, potrebbe incidere in modo significativo sulle nostre teorie e delle previsioni".
Altri autori dell'articolo sono Baltay Charles e David Rabinowitz.
I teorici continuano ad indagare sulle stelle con masse al di sopra del limite di Chandrasekhar, che si basa su un modello semplificato di stella, e che potrebbero esistere senza crollare sotto il proprio peso. In entrambi i casi, una sottoclasse di supernovae basate su una differente fisica, potrebbero avere un effetto drammatico sul metodo che cosmologi usano per misurare l'espansione dell'Universo.
"Le supernovae sono state utilizzate per fornire indizi sul destino dell'Universo e conferme sulla teoria della gravità", ha detto Scalzo. "La nostra comprensione dei cambiamenti delle supernovae, potrebbe incidere in modo significativo sulle nostre teorie e delle previsioni".
Altri autori dell'articolo sono Baltay Charles e David Rabinowitz.
a cura di Arthur McPaul
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