Comunicato Stampa

Doppia detonazione: una nuova immagine mostra i resti una stella distrutti da due esplosioni

02 Luglio 2025

Per la prima volta, alcuni astronomi hanno ottenuto la prova visiva di una stella che ha incontrato la propria fine con una doppia esplosione. Studiando i resti secolari della supernova SNR 0509-67.5 con il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO (Osservatorio Europeo Australe), hanno trovato strutture che confermano come la stella abbia subito un paio di forti esplosioni. Pubblicata oggi, questa scoperta mostra sotto una nuova luce alcune delle esplosioni più importanti dell'Universo.

La maggior parte delle supernovae risulta dalla morte esplosiva di stelle massicce, ma una varietà importante ha origine da oggetti poco appariscenti. Le nane bianche, quei piccoli nuclei stellari inattivi rimasti dopo che stelle come il Sole hanno esaurito il combustibile nucleare, possono produrre quella che gli astronomi chiamano supernova di tipo Ia.

"Le esplosioni delle nane bianche svolgono un ruolo cruciale in astronomia", afferma Priyam Das, dottorando presso l'Università del Nuovo Galles del Sud a Canberra, in Australia, a capo dello studio su SNR 0509-67.5 pubblicato oggi su Nature Astronomy. Gran parte della nostra conoscenza sull'espansione dell'Universo si basa sulle supernove di tipo Ia, che rappresentano anche la principale fonte di ferro sul nostro pianeta, compreso il ferro presente nel nostro sangue. "Eppure, nonostante la loro importanza, l'annoso enigma dell'esatto meccanismo che ne innesca l'esplosione rimane irrisolto", aggiunge.

Tutti i modelli che spiegano le supernovae di tipo Ia partono da una nana bianca in una coppia di stelle. Se le stelle in orbita sono abbastanza vicine, la nana bianca può rubare materiale alla compagna. Nella teoria più consolidata che speiga le supernovae di tipo Ia, la nana bianca accumula materia dalla compagna fino a raggiungere una massa critica, punto in cui si verifica una singola esplosione. Tuttavia, studi recenti hanno suggerito che almeno alcune supernove di tipo Ia potrebbero essere spiegate meglio da una doppia esplosione innescata prima che la stella abbia raggiunto questa massa critica.

Ora, alcuni astronomi hanno catturato una nuova immagine che dimostra che l'intuizione fosse corretta: almeno alcune supernove di tipo Ia esplodono attraverso un meccanismo di "doppia detonazione". In questo modello alternativo, la nana bianca forma attorno a sé una coltre di elio, rubato alla compagna, che può diventare instabile e incendiarsi. Questa prima esplosione genera un'onda d'urto che si muove intorno alla nana bianca e verso l'interno, innescando una seconda detonazione nel nucleo della stella, che infine crea la supernova.

Finora, non c'erano prove chiare e visive di una nana bianca con una doppia detonazione. Recentemente, alcuni astronomi hanno previsto che questo processo avrebbe creato un disegno distintivo, o un'impronta digitale, nei resti ancora luminosi della supernova, visibile molto tempo dopo l'esplosione iniziale. La ricerca suggerisce che i resti di una tale supernova dovrebbero contenere due diversi gusci di calcio.

E ora hanno trovato questa impronta digitale nei resti di una supernova. Ivo Seitenzahl, che ha guidato le osservazioni e lavorava presso l'Istituto tedesco di Studi Teorici di Heidelberg al momento dello studio, afferma che questi risultati mostrano "una chiara indicazione che le nane bianche possono esplodere ben prima di raggiungere il famoso limite di massa di Chandrasekhar e che il meccanismo della 'doppia detonazione' si verifica effettivamente in natura". L'equipe ha identificato gli strati di calcio (in blu nell'immagine) nel resto di supernova SNR 0509-67.5 osservandolo con lo strumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) installato sul VLT dell'ESO. Ciò fornisce una solida prova che una supernova di tipo Ia può verificarsi prima che la nana bianca raggiunga la massa critica.

Type Ia supernovae are key to our understanding of the Universe. They behave in very consistent ways, and their predictable brightness — no matter how far away they are — helps astronomers to measure distances in space. Using them as a cosmic measuring tape, astronomers discovered the accelerating expansion of the Universe, a discovery that won the Physics Nobel Prize in 2011. Studying how they explode helps us to understand why they have such a predictable brightness.

Das cita un'altra motivazione per studiare queste esplosioni. "Questa prova tangibile di una doppia detonazione non solo contribuisce a risolvere un mistero di lunga data, ma offre anche uno spettacolo visivo", afferma, descrivendo la "struttura splendidamente stratificata" che una supernova può creare. Per lui, "svelare il meccanismo che produce un'esplosione cosmica così spettacolare è incredibilmente gratificante".

Ulteriori Informazioni

Il risultato di questo lavoro è descritto in un articolo pubblicato da Nature Astronomy intitolato “Calcium in a supernova remnant shows the fingerprint of a sub-Chandrasekhar mass explosion”.

L'equipe è formata da P. Das (University of New South Wales, Australia [UNSW] & Heidelberger Institut für Theoretische Studien, Heidelberg, Germania [HITS]), I. R. Seitenzahl (HITS), A. J. Ruiter (UNSW & HITS & OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Hawthorn, Australia & ARC Centre of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3 Dimensions), F. K. Röpke (HITS & Institut für Theoretische Astrophysik, Heidelberg, Germania & Astronomisches Recheninstitut, Heidelberg, Germania), R. Pakmor (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Germania [MPA]), F. P. A. Vogt (Federal Office of Meteorology and Climatology – MeteoSwiss, Payerne, Switzerland), C. E. Collins (The University of Dublin, Dublin, Irlanda & GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Germania), P. Ghavamian (Towson University, Towson, USA), S. A. Sim (Queen’s University Belfast, Belfast, Regno Unito), B. J. Williams (X-ray Astrophysics Laboratory NASA/GSFC, Greenbelt, USA), S. Taubenberger (MPA & Technical University Munich, Garching, Germania), J. M. Laming (Naval Research Laboratory, Washington, USA), J. Suherli (University of Manitoba, Winnipeg, Canada), R. Sutherland (Australian National University, Weston Creek, Australia), e N. Rodríguez-Segovia (UNSW).

L'ESO (European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe) consente agli scienziati di tutto il mondo di scoprire i segreti dell'Universo a beneficio di tutti. Progettiamo, costruiamo e gestiamo da terra osservatori di livello mondiale - che gli astronomi utilizzano per affrontare temi interessanti e diffondere il fascino dell'astronomia - e promuoviamo la collaborazione internazionale per l'astronomia. Fondato come organizzazione intergovernativa nel 1962, oggi l'ESO è sostenuto da 16 Stati membri (Austria, Belgio, Danimarca, Francia, Finlandia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia e Svizzera), insime con il paese che ospita l'ESO, il Cile, e l'Australia come partner strategico. Il quartier generale dell'ESO e il Planetario e Centro Visite Supernova dell'ESO si trovano vicino a Monaco, in Germania, mentre il deserto cileno di Atacama, un luogo meraviglioso con condizioni uniche per osservare il cielo, ospita i nostri telescopi. L'ESO gestisce tre siti osservativi: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’ESO gestisce il VLT (Very Large Telescope) e il VLTI (Very Large Telescope Interferometer), così come due telescopi per survey, VISTA, che lavora nell'infrarosso, e VST (VLT Survey Telescope) in luce visibile. Sempre a Paranal l'ESO ospiterà e gestirà la schiera meridionale di telescopi di CTA, il Cherenkov Telescope Array Sud, il più grande e sensibile osservatorio di raggi gamma del mondo. Insieme con partner internazionali, l’ESO gestisce APEX e ALMA a Chajnantor, due strutture che osservano il cielo nella banda millimetrica e submillimetrica. A Cerro Armazones, vicino a Paranal, stiamo costruendo "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo" - l'ELT (Extremely Large Telescope, che significa Telescopio Estremamente Grande) dell'ESO. Dai nostri uffici di Santiago, in Cile, sosteniamo le operazioni nel paese e collaboriamo con i nostri partner e la società cileni.

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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School of Science (Astrophysics), University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy
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