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Cos'è una supernova?



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Supernova

Una supernova è una stella che emette in poco tempo una grande quantità di energia. All'improvviso la stella aumenta la propria luminosità fino a raggiungere le magnitudini più alte e altrettanto rapidamente scompare. In astronomia sono identificate con la sigla SN.

Le supernovae emettono una grande quantità di radiazioni e sono molto luminose. Grazie a questa caratteristica sono visibili anche a grandi distanze e sono molto utili per misurare le dimensioni nell'universo.

Perché si chiama supernova?

Questo fenomeno astronomico è detto nova perché appare nel cielo notturno come una nuova stella ( in latino nova ). Quando la stella è molto luminosa viene detta supernova.

foto di una supernova nell'Universo - immagine di repertorio

La parola supernova viene utilizzata per la prima volta nel 1931 da Walter Baade e Fritz Zwicky.

Quanto dura una supernova?

La durata di una supernova può variare da poche settimane a qualche anno. Questi bagliori appaiono improvvisamente nel cielo notturno e si aggiungono alle altre stelle delle costellazioni. Alcune scompaiono rapidamente, altre restano visibili per pochi anni. Poi scompaiono così come sono apparse.

Dove si trovano le supernovae?

Le supernovae possono avere origine ovunque. Sono state osservate sia all'interno della nostra galassia e sia in altre galassie.

  • Le supernovae galattiche esplodono all'interno della Via Lattea. Sono più rare e difficili da osservare, poiché il disco di materia e gas della Via Lattea ostacola il passaggio delle radiazioni luminose. Le ultime grandi supernovae galattiche risalgono a 400 anni fa, le videro Keplero e Galileo. Per scoprire le supernovae esplose all'interno della Via Lattea è necessario analizzare le emissioni di neutrini che, al contrario dei fotoni, possono attraversare la materia.
  • Le supernovae extragalattiche esplodono nelle altre galassie dell'Universo. Sono molto più frequenti e sono più facili da osservare per l'uomo, in quanto la luce attraversa il vuoto dello spazio intergalattico.

Alcune supernovae sono state individuate anche nel vuoto cosmico al di fuori di una galassia ospite ( supernovae intergalattiche ). In questo caso, probabilmente si tratta di stelle espulse dalla propria galassia, poi esplose come supernovae nello spazio intergalattico.

Qual è l'origine della supernova

La supernova può avere origine in due modi, tramite il collasso di una stella massiccia oppure dall'improvvisa riaccensione della fusione nucleare in una stella degenere.

  • Il collasso di una stella massiccia. Le supernove hanno origine da stelle di dimensioni poco più grandi del Sole, giunte agli ultimi stadi del loro ciclo vitale. L'energia termonucleare della stella è ormai troppo bassa e non riesce più a sorreggere il materiale stellare più esterno che di conseguenza collassa verso l'interno. La stella collassa su se stessa emettendo una grande quantità di energia di radiazioni. Questo processo si conclude con l'esplosione della stella.
  • Le supernovae da stelle degeneri. La supernova può avere anche origine da una stella degenere, a causa della riaccensione improvvisa della fusione nucleare. Una stella degenere è una stella compatta, un corpo di piccole dimensioni dotato di grande massa. Appartengono a questa categoria le stelle di neutroni, le nane bianche e le stelle esotiche. Pur essendo piccola, il collasso di una stella degenere può produrre un'enorme quantità di energia gravitazionale, dando luogo alla supernova.

L'esplosione della supernova

Quando i materiali stellari collassano verso l'interno della stessa, si libera una grande quantità di energia termica e gravitazionale che causa l'esplosione della stella.

L'esplosione proietta verso l'esterno le parti superficiali e periferiche della stella che, a questo, punto si spegne rapidamente perdendo la sua luminosità.

Il materiale espulso viene proiettato a grande velocità verso ogni direzione, formando una sorta di bolla di gas in espansione detta resto di supernova.

L'espansione del materiale è accompagnato anche da un'onda d'urto di notevole forza.

Cosa accade dopo l'esplosione della supernova

Dopo l'esplosione della stella si forma un nuovo nucleo più concentrato, composto da elementi chimici con peso atomico superiore. Questo nuovo nucleo può dare origine a una stella a neutroni oppure a un buco nero.

  • Nasce una stella a neutroni. Se la massa iniziale della stella non è più di tre volte la massa solare, dopo l'esplosione della supernova si forma una stella a neutroni.
  • Si forma un buco nero. Se la stella ha più di tre volte la massa solare, l'energia gravitazionale è sufficiente alla formazione di un buco nero dopo l'esplosione della supernova.

Come misurare le distanze nell'Universo con le supernove

Nell'astronomia le supernovae sono utilizzate per misurare le distanze e le dimensioni dell'Universo. Sono simili a dei fari cosmici. In particolar modo le supernovae di tipo Ia.

Le supernovae Ia esplodono tutte alla soglia di 1,44 masse solari ( limite di Chandrasekhar ) ed emettono una quantità praticamente identica di energia e luminosità, indipendentemente dal luogo in cui si verificano.

L'osservazione delle supernovae consente agli astronomi di misurare le distanze nell'Universo, la dinamica e la velocità di espansione delle galassie. Ad esempio, grazie all'osservazione delle supernovae è stato possibile rilevare l'accelerazione dell'espansione dell'Universo.

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