V Sagittae: una supernova visibilie entro 100 anni? | Astronomia

Nonostante ci siano miliardi di stelle nella nostra galassia, le probabilità di riuscire a vedere con i propri occhi una supernova in diretta sono molto, ma molto basse. L’ultima supernova rilevabile dalla Terra si stima sia esplosa intorno al 1870, tuttavia non è stato possibile vederla ad occhio nudo perché le nubi e le polveri hanno bloccato la luce dello spettro visibile. Come sappiamo di questa supernova? Lo studioso David Green nel 1985 assieme al suo team alla Cambridge University hanno rilevato una fonte di onde radio, riconducibile ai resti dell’esplosione di una supernova.

Simulazione di una supernova vista da un pianeta

Supernove: lo spettacolo della morte di una stella

Come ben saprete una stella particolarmente massiccia (almeno 9 volte la massa del nostro Sole) può trasformarsi in uno spettacolo intenso e violentissimo: una supernova. Essenzialmente durante tutta la sua vita una stella si mantiene in equilibrio bilanciando la gravità che tende ad compattarla con la pressione di radiazione dovuta all’energia sviluppata dalle reazioni nucleari nel nucleo che tendono a farla espandere. Tutto continua tranquillamente finché le reazioni nucleari non si arrestano. A quel punto, dopo aver passato diverse fasi di instabilità, nel nucleo della stella si accumula il ferro: un elemento la cui fusione è un processo endotermico. La pressione di radiazione non riesce più a bilanciare la gravità che prende il sopravvento: la materia collassa rapidamente verso il centro generando in seguito la violenta esplosione. In realtà la dinamica può essere molto complessa e dipende dalla massa e dalla composizione della stella.

Ma quando una supernova è visibile? Dipende molto dall’intensità e dalla distanza dell’esplosione. Intorno all’anno 1000 fu documentata l’esplosione di una supernova visibile in cielo per circa 2 anni con una luminosità di picco centinaia di volte superiore a quella di Giove. Ma veniamo ai numeri: uno studio approfondito di Scott M. Adams e altri scienziati ha indicato che nella nostra galassia la probabilità che la prossima supernova sia visibile oscilla tra il 20% e il 50% nell’emisfero australe (dove è più semplice osservare la Via Lattea), mentre è sotto il 20% per noi settentrionali. 

Resti di gas disperso da una supernova, Crab Nebula

V Sagittae: una supernova visibile intorno al 2080?

Attualmente, la debole stella V Sagittae nella costellazione del Sagitta o Freccia, è appena appena visibile, anche utilizzando telescopi di medie dimensioni. Tuttavia, intorno all’anno 2083, questa stella innocente esploderà entrando in competizione con Sirio, la stella più luminosa visibile nel cielo notturno. Durante questo periodo di eruzione, V Sagittae sarà la stella più luminosa della Via Lattea. La previsione sulla nova è stata presentata per la prima volta alla 235^a riunione dell’American Astronomical Society a Honolulu, HI, dagli astronomi Bradley E. Schaefer, Juhan Frank e Manos Chatzopoulos, in collaborazione con il Dipartimento di fisica e astronomia della Louisiana State University. Il professor Emeritus Bradley E. Schaefer, Dipartimento di Fisica e Astronomia della LSU, afferma:

Ora abbiamo una forte previsione per il futuro di V Sagittae. Nei prossimi decenni, la stella si illuminerà rapidamente. Intorno all’anno 2083, il suo tasso di accrescimento aumenterà catastroficamente, spargendo massa a tassi incredibilmente alti sulla nana bianca, con questo materiale ardente. Negli ultimi giorni di questa morte- spirale, tutta la massa della stella compagna cadrà sulla nana bianca, creando un vento super-massiccio dalla stella che si fonde, apparendo brillante come Sirio, forse persino brillante come Venere.

Sirio (in basso), la stella più luminosa del firmamento

Il sistema di V Sagittae

V Sge è un sistema stellare di una classe più ampia chiamata Cataclysmic Variables, CVs, costituito da una stella ordinaria imprigionata in un’orbita binaria attorno a una stella nana bianca, nel quale la massa della stella normale sta lentamente cadendo verso la  nana bianca. I CVs includono diversi tipi di stelle binarie, spesso con comportamenti davvero spettacolari. V Sge è il più estremo di tutti i CV, circa 100 volte più luminoso di tutti gli altri CV conosciuti, e sta alimentando un forte vento stellare, simile a quello generato delle stelle più massicce prima della loro morte. Queste due caratteristiche estreme sono dovute al fatto che la stella normale è 3,9 volte più massiccia della nana bianca. Gli autori spiegano:

In tutti gli altri CV conosciuti la nana bianca è più massiccia della normale stella in orbita, quindi V Sagittae è assolutamente unica. In precedenza, gli astronomi avevano studiato V Sge, rendendosi conto che si tratta di un sistema insolito con proprietà estreme. Tuttavia, nessuno si era reso conto che l’orbita binaria si muoveva a spirale molto velocemente.

Questa scoperta venne dalle misure di routine della luminosità di V Sagittae dalle vecchie foto del cielo ora archiviate presso l’Osservatorio del Harvard College, fornendo una storia dettagliata che risale all’anno 1890.

Esempio di un sistema Cataclysmic Variables

Sorprendentemente, V Sge è stata sistematicamente illuminata con un fattore 10X, 2,5 magnitudini, dai primi anni 1890 fino all’ultimo decennio. Questo comportamento senza precedenti è stato confermato con i dati di archivio raccolti dal database dell’American Association of Variable Star Observers, AAVSO, che mostrava una luminosità di V Sagittae di quasi un fattore di 10X, 2,4 magnitudini, dal 1907 fino agli ultimi anni. Gli autori proseguono:

V Sge sta guadagnando in modo esponenziale luminosità su una scala temporale di 89 anni. Questa luminosità può essere spiegata affermando che il tasso di massa che cade dalla stella compagna verso la nana bianca aumenti in modo esponenziale. In ultima analisi si nota che l’orbita binaria si sta muovendo a spirale rapidamente.

In rapporto a questo rapido decadimento dell’orbita, il destino di V Sge è segnato. Il fenomeno è derivato da V Sagittae con la stella compagna molto più massiccia della stella nana bianca, costringendo così il tasso di trasferimento di massa ad aumentare in modo esponenziale. Anticipando i prossimi decenni, V Sagittae entrerà in una spirale ritmo rapido con luminosità crescente. Inevitabilmente, questa spirale arriverà al culmine con la maggior parte del gas nella stella normale che cadrà sulla nana bianca, il tutto entro le ultime settimane e giorni. Questa massa discendente rilascerà un’enorme quantità di energia potenziale gravitazionale , guidando un vento stellare come mai visto prima, e elevando la luminosità del sistema a poco meno di quella delle supernovae al picco.

Questo evento esplosivo manterrà la massima luminosità per un mese, con le due stelle che si fonderanno in un’unica stella. Il risultato finale della fusione produrrà una stella con un nucleo nano bianco degenerato, uno strato che brucia idrogeno, circondato da un vasto involucro di gas – principalmente di idrogeno. Gli scienziati hanno calcolato con buona precisione la data dell’evento, situando intorno al 2083:

Da questo nuovo input critico della scala del tempo raddoppiante di 89 anni, diventa possibile calcolare direttamente l’evoluzione futura di V Sagittae, usando tutte le equazioni standard che descrivono i numerosi meccanismi fisici coinvolti.

L’incertezza in questa data è di ± 16 anni, derivante principalmente dal non avere una misura perfetta del raddoppio scala temporale a causa del grande jitter intrinseco della luminosità nel record storico. Pertanto, l’unione sarà approssimativamente tra il 2067 e il 2099, molto probabilmente vicino al centro di questo intervallo.

Così, V Sge apparirà sorprendentemente luminoso nel cielo notturno. Sarà sostanzialmente più luminoso della nova più brillante di tutti i tempi (a -0,5) poco più di un secolo fa, e l’ultima volta che una “guest star” apparve più luminosa era la Supernova di Keplero nell’anno 1604. Ora le persone di tutto il mondo possono sapere che vedranno una meravigliosa “guest star” brillare come la più luminosa nel cielo per circa un mese, puntata dalla Freccia proprio sotto il Cigno.

In sostanza non si tratterà di una vera e propria supernova visibile nel cielo, ma a livello di rarità questo evento è addirittura più singolare! E sarà altrettanto spettacolare. Dalla sezione scienze è tutto! Continuate a seguirci!