Il telescopio spaziale James Webb: prove di una stella di neutroni nata dalla supernova SN 1987A

Era da qualche tempo che non menzionavamo il telescopio spaziale James Webb (l'ultima volta riguardava le immagini di ben 19 galassie a spirale). Questo ovviamente non significa che non stia funzionando o che non stia raccogliendo dati scientifici rilevanti, anzi. L'ultima novità riguarda le prove dell'esistenza di una stella di neutroni nata dalla supernova SN 1987A. La supernova è stata rilevata nel 1987 ed è una delle più vicine alla Terra in circa 400 anni. L'ultimo precedente di supernova osservabile a occhio nudo è stato segnalato all'inizio del 1600. Questo oggetto celeste, vista anche la sua vicinanza e la sua recente formazione (in tempi cosmici) è più facile da studiare per gli scienziati così da trarre nuove informazioni per scoprire questi fenomeni particolarmente energetici.

La supernova SN 1987A si trova a 160 mila anni luce di distanza dalla Terra, nella Grande Nube di Magellano. Gli scienziati hanno cercato a lungo di capire se dal collasso del nucleo fosse nato un buco nero stellare o una stella di neutroni trovando però solo alcune conferme indirette di quest'ultima. Grazie al JWST è stato però possibile avere una prima conferma diretta che ha portato anche alla pubblicazione dell'articolo scientifico dal titolo "Emission lines due to ionizing radiation from a compact object in the remnant of Supernova 1987A".

Il telescopio spaziale James Webb e la supernova SN 1987A

Claes Fransson (Università di Stoccolma), autore principale dello studio riportato sopra ha dichiarato che "dai modelli teorici di SN 1987A, la raffica di neutrini di 10 secondi osservata poco prima della supernova implicava che una stella di neutroni o un buco nero si fossero formati nell'esplosione. Ma non abbiamo osservato alcuna firma convincente di un oggetto di questo tipo appena nato da qualsiasi esplosione di supernova".

Come spiegato, l'emissione di SN 1987A è stata una delle prime osservate dal telescopio spaziale James Webb considerando che i dati risalgono al 16 luglio 2022 (e successivamente all'inizio di settembre dello stesso anno). Solamente ora però lo studio è finalmente stato pubblica svelando una possibile nuova stella di neutroni.

In particolare è stato impiegato lo strumento del medio infrarosso (MIRI) nella modalità Medium Resolution Spectrograph (MRS). Un'immagine supplementare è stata acquisita con NIRCam (vicino infrarosso) con il filtri F150W, F164N, F200W, F323N, F405N e F444W ai quali sono stati assegnati i colori blu, ciano, giallo, arancione e rosso.

Quello che ne è risultato dall'acquisizione dei dati spettrali è stata l'emissione di argon ionizzato (argon II). Ulteriori osservazioni con NIRSpec hanno poi confermato la presenza di argon ionizzato che aveva perso cinque elettroni (argon VI). Questo avviene quando gli atomi vengono colpiti da fotoni altamente energetici che sono stati generati dall'oggetto che si trovava dove un tempo c'era la stella che ha generato la supernova SN 1987A.

Fransson ha quindi aggiunto che "per creare questi ioni che abbiamo osservato nell'espulsione [ndr. di materiale della supernova], era chiaro che ci doveva essere una fonte di radiazioni ad alta energia nel centro del residuo SN 1987A. Nel documento discutiamo di diverse possibilità, scoprendo che solo pochi scenari sono probabili, e tutti questi coinvolgono una stella di neutroni appena nata".

Come si può intuire quindi non c'è ancora una certezza assoluta che al centro di SN 1987A si possa trovare effettivamente una stella di neutroni ma le possibilità sono piuttosto alte. Per questo sono state pensate altre campagne osservative con il telescopio spaziale James Webb e altri telescopi terrestri così da acquisire una grande varietà di dati.