Il teorema della singolarità compie 50 anni

Quando una stella collassa per formare un buco nero si crea una singolarità gravitazionale dello spaziotempo in cui le leggi della fisica vengono meno. Nel 1965, Sir Roger Penrose introdusse un teorema in cui egli associava la singolarità con le cosiddette “superfici intrappolate” che si restringono nel corso del tempo. Quella ipotesi, uno dei risultati della teoria della relatività generale, viene oggi celebrata in occasione del suo cinquantesimo anniversario.

Pubblicità

Le fasi finali di una gigante in 3D

I secondi finali della vita di una stella massiccia catturati in 3D. E’ la prima volta che un modello tridimensionale di questo tipo di stelle viene costruito e potrebbe portare ad una migliore comprensione sul perchè queste stelle diventano supernovae. Credit: S.M. Couch

Le stelle giganti subiscono una morte violenta. Dopo diversi milioni di anni, esse collassano su se stesse a causa della gravità e poi finiscono per esplodere in ciò che gli astronomi chiamano supernovae. Tuttavia, le modalità di queste esplosioni stellari rimangono ancora un mistero. Oggi, però, grazie ad uno studio recente guidato da alcuni ricercatori della Michigan State University (MSU) emergono nuove risposte verso la soluzione di questo enigma astrofisico. I risultati su Astrophysical Journal Letters.

Una supernova in collisione con la sua compagna

L’immagine rappresenta un momento della simulazione dei detriti che si espandono dalla supernova (mostrata in rosso) mentre si dirigono verso una stella vicina distruggendola (mostrata in blu). Credit: Daniel Kasen, Berkeley Lab/ UC Berkeley

Le supernovae di tipo Ia sono famose per la loro consistenza essendo considerate “candele standard” che gli astronomi utilizzano per determinare le distanze cosmologiche. Tuttavia, quasi per ironia della sorte, nuove osservazioni suggeriscono che la loro origine potrebbe essere non così uniforme.

Supernovae con sorpresa

Gli astronomi hanno catturato per la prima volta le fasi iniziali della “agonia” di una supernova, trovando che le esplosioni stellari sono molto più variegate di quanto ipotizzato. I risultati sono pubblicati su Nature.

NuSTAR svela il mistero delle supernovae asimmetriche

L’immagine illustra la simulazione del collasso del nucleo di una supernova nella fase pre-esplosione. Credit: Ott/Caltech (simulation), Drasco/Calpoly San Luis Obsipo (visualization)

Nuovi dati relativi al resto di supernova SN 1987A stanno confermando le simulazioni numeriche realizzate da un gruppo di astronomi del Caltech secondo cui l’esplosione delle stelle giganti avviene in maniera asimmetrica con i detriti che si dipartono dalle regioni centrali in direzione opposta.

ZTF, si apre l’era della ‘cinematografia celeste’

Grazie ad un finanziamento di 9 milioni di dollari della National Science Foundation (NSF) e di altri fondi provenienti dalla collaborazione Zwicky Transient Facility (ZTF), gli scienziati dell’osservatorio Palomar del Caltech stanno costruendo una nuova fotocamera che sarà in grado di monitorare l’emisfero settentrionale in una sola notte alla ricerca di supernove, buchi neri, asteroidi vicini alla Terra e altri oggetti. La fotocamera digitale sarà montata sul telescopio Samuel Oschin, un telescopio Schmidt a grande campo, che nel 1949 diede inizio alla sua prima all-sky survey. Queste osservazioni del cielo furono realizzate inizialmente su lastre di vetro e portarono via quasi un decennio per essere completate.

Una fine ‘insolita’ per le stelle più antiche

Alcune stelle primordiali, ossia quelle che hanno masse 55-56 mila volte superiori a quella del Sole, potrebbero aver terminato il loro ciclo vitale in modo ‘insolito’. In altre parole, assieme alle stelle di prima generazione, questi oggetti sarebbero esplosi formando delle supernovae ‘vuote’, cioè senza lasciare dietro un buco nero come residuo finale dell’evoluzione stellare. E’ quanto emerge da uno studio condotto da un gruppo di astrofisici della University of California, Santa Cruz (UCSC) e della University of Minnesota dopo una serie di simulazioni numeriche realizzate mediante i supercomputer del Department of Energy’s (DOE’s) National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) e del Minnesota Supercomputing Institute dell’Università del Minnesota. I ricercatori hanno utilizzato un particolare codice astrofisico, denominato CASTRO e sviluppato dalla DOE’s Lawrence Berkeley National Laboratory’s (Berkeley Lab’s) Computational Research Division (CRD) e i risultati sono stati pubblicati su Astrophysical Journal (ApJ).

La minaccia dei GRB e le ‘zone abitabili’ dell’Universo

Il 27 Dicembre 2004, una particolare stella di neutroni denominata con la sigla SGR 1806–20, situata a circa 50.000 anni-luce nella costellazione del Sagittario, produsse una intensa emissione di radiazione che si propagò fino a raggiungere la Terra al punto da interagire con la magnetosfera. L’evento fu di notevole interesse poiché gli astronomi furono testimoni per la prima volta del fatto che un oggetto situato al di fuori del Sistema Solare potesse influenzare direttamente il nostro pianeta. I gamma-ray burst (GRB), o lampi gamma, sono gli eventi più energetici che conosciamo. Nonostante il brillamento registrato da SGR 1806 -20 fosse relativamente mite, ce lo ricordiamo come un cattivo esempio dato che la vita sulla Terra è potenzialmente minacciata da eventi di inimmaginabile potenza. Ma qui arriva il punto: si ritiene che i GRB siano molto più comuni in alcune regioni dell’Universo che in altre. Ciò implica che alcune zone dello spazio cosmico siano decisamente inospitali per eventuali forme di vita. La domanda è: dove sono localizzate queste regioni e quali limiti esse pongono per un eventuale sviluppo di forme di vita? Oggi, Tsvi Piran della Hebrew University in Gerusalemme e Raul Jimenez presso la Harvard University a Cambridge hanno realizzato una serie di studi mirati a determinare quali regioni dell’Universo possano essere considerate “pericolose” a causa dei GRB. I risultati ottenuti forniscono, per la prima volta, una sorta di “mappatura delle zone abitabili” dell’intero Universo.

SDSS J0018, una stella che esplose all’alba dei tempi

Grazie ad una serie di osservazioni realizzate con il telescopio Subaru, un gruppo internazionale di astronomi hanno identificato una stella di piccola massa che esibisce rapporti di abbondanza chimica peculiari tipici del processo di nucleosintesi che ha caratterizzato la formazione di una stella molto massiccia di prima generazione. Finora, nessuna evidenza osservativa ha supportato le simulazioni numeriche che hanno lo scopo di dimostrare l’esistenza di stelle massicce primordiali che avrebbero composto la prima generazione di stelle formatesi subito dopo il Big Bang.

Esplosioni stellari in 3D

Grazie ad una serie di simulazioni numeriche realizzate con il supercomputer Stampede finanziato dalla National Science Foundation, Philipp Moesta e Christian D. Ott del California Institute of Technology hanno prodotto le prime immagini tridimensionali del collasso gravitazionale di una stella tenendo conto degli effetti della relatività generale e della magnetoidrodinamica. Questo processo causa l’esplosione stellare che dà luogo alla formazione di due strutture a forma di lobi che si dipartono dalle regioni polari.