I ricercatori che utilizzano il telescopio spaziale James Webb della NASA hanno fatto passi da gigante nel confermare l’origine della polvere nelle prime galassie. Le osservazioni di due supernove di tipo II, Supernova 2004et (SN 2004et) e Supernova 2017eaw (SN 2017eaw), hanno rivelato grandi quantità di polvere all’interno del materiale espulso di ciascuno di questi oggetti. La massa trovata dai ricercatori supporta la teoria secondo cui le supernove hanno svolto un ruolo chiave nel fornire polvere all’universo primordiale. La polvere è un elemento costitutivo di molte cose nel nostro universo, in particolare i pianeti. Mentre la polvere delle stelle morenti si diffonde nello spazio, trasporta elementi essenziali per aiutare a dare vita alla prossima generazione di stelle e dei loro pianeti. La provenienza di quella polvere ha lasciato perplessi gli astronomi per decenni. Una fonte significativa di polvere cosmica potrebbe essere la supernova:
dopo che la stella morente esplode, il suo gas residuo si espande e si raffredda per creare polvere. “Le prove dirette di questo fenomeno sono state scarse fino a questo punto, con le nostre capacità che ci hanno permesso di studiare solo la popolazione di polvere in una supernova relativamente vicina fino ad oggi – Supernova 1987A, 170.000 anni luce di distanza dalla Terra”, ha detto l’autrice principale Melissa Shahbandeh della Johns Hopkins University e dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, nel Maryland. “Quando il gas si raffredda abbastanza da formare polvere, quella polvere è rilevabile solo a lunghezze d’onda del medio infrarosso, a condizione che tu abbia una sensibilità sufficiente.”
Per le supernove più distanti di SN 1987A come SN 2004et e SN 2017eaw, entrambe in NGC 6946 a circa 22 milioni di anni luce di distanza, quella combinazione di copertura della lunghezza d’onda e squisita sensibilità può essere ottenuta solo con il MIRI (Mid-Infrared Instrument) di Webb. Le osservazioni di Webb sono il primo passo avanti nello studio della produzione di polvere da supernove dal rilevamento della polvere di nuova formazione in SN 1987A con il telescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) quasi un decennio fa. Un altro risultato particolarmente intrigante del loro studio non è solo il rilevamento della polvere, ma anche la quantità di polvere rilevata in questa fase iniziale della vita della supernova. In SN 2004et, i ricercatori hanno trovato più di 5.000 masse terrestri di polvere.
“Quando guardi il calcolo della quantità di polvere che stiamo vedendo in particolare in SN 2004et, rivaleggia con le misurazioni in SN 1987A, ed è solo una frazione dell’età”, ha aggiunto il responsabile del programma Ori Fox dello Space Telescope Science Institute. “È la più alta massa di polvere rilevata nelle supernove da SN 1987A.”
Le osservazioni hanno mostrato agli astronomi che le galassie giovani e lontane sono piene di polvere, ma queste galassie non sono abbastanza vecchie perché le stelle di massa intermedia, come il Sole, abbiano fornito la polvere man mano che invecchiano. Stelle più massicce e di breve durata sarebbero potute morire abbastanza presto e in numero sufficiente da creare così tanta polvere.
Mentre gli astronomi hanno confermato che le supernove producono polvere, è rimasta la domanda su quanta di quella polvere possa sopravvivere agli shock interni che si riverberano all’indomani dell’esplosione. Vedere questa quantità di polvere in questa fase della vita di SN 2004et e SN 2017eaw suggerisce che la polvere può sopravvivere all’onda d’urto, prova che le supernove sono davvero importanti fabbriche di polvere, dopotutto.
I ricercatori notano anche che le attuali stime della massa potrebbero essere la punta dell’iceberg. Mentre Webb ha permesso ai ricercatori di misurare la polvere più fredda che mai, potrebbe esserci polvere non rilevata e più fredda che si irradia ancora più lontano nello spettro elettromagnetico che rimane oscurata dagli strati più esterni di polvere. I ricercatori hanno sottolineato che le nuove scoperte sono anche solo un accenno alle nuove capacità di ricerca sulle supernove e sulla loro produzione di polvere usando Webb, e cosa può dirci sulle stelle da cui provengono.
“C’è una crescente eccitazione per capire cosa implica anche questa polvere sul nucleo della stella che è esplosa”, ha detto Fox. “Dopo aver esaminato questi particolari risultati, penso che i nostri colleghi ricercatori penseranno a modi innovativi per lavorare con queste supernove polverose in futuro”. SN 2004et e SN2017eaw sono i primi di cinque obiettivi inclusi in questo programma. Le osservazioni sono state completate nell’ambito del programma Webb General Observer 2666 . Il documento è stato pubblicato negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society il 5 luglio.
Il James Webb Space Telescope è il principale osservatorio di scienze spaziali del mondo. Webb risolverà i misteri nel nostro sistema solare, guarderà oltre i mondi lontani attorno ad altre stelle e sonderà le misteriose strutture e origini del nostro universo e il nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, ESA (Agenzia spaziale europea) e CSA (Agenzia spaziale canadese).
Fonte: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-locates-dust-reservoirs-in-two-supernovae
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