Un team internazionale di ricercatori guidato dal Kavli Institute di Tokyo ha fatto luce su un processo che avviene durante il collasso di alcuni tipi di stelle. Nel dettaglio i ricercatori hanno scoperto che il neon presente all’interno di alcune tipologie di stelle massicce può generare un processo chiamato cattura elettronica, che porta al collasso stellare. Questo fenomeno porta alla formazione di una stella di neutroni che a sua volta diventa una supernova.
L’obiettivo dello studio, pubblicato su Astrophysical Journal, è analizzare gli ultimi momenti di vita di alcune stelle precisamente quelle con massa da 8 a 10 volte quella del Sole e quelle di dimensioni stimate tra 8 e 10 masse solari. La scelta è caduta su queste particolari classi di oggetti poiché esse hanno o una massa abbastanza grande da poter formare una stella di neutroni o una così piccola da poter diventare una nana bianca ma non una supernova.
Una stella di massa equivalente da 8 a 10 volte quella del Sole ha un nucleo composto da ossigeno, magnesio e neon ricco di elettroni degeneri, ovvero presenti in abbondanza in uno spazio denso. Questi elettroni hanno un’energia abbastanza potente da sostenere il nucleo contro la gravità. Una volta raggiunta una densità del nucleo abbastanza elevata gli elettroni vengono fagocitati dal magnesio e dal neon seguendo il processo di cattura elettronica, mediante il quale gli elettroni ad alta energia interagiscono con i protoni. In passato studi precedenti hanno messo in discussione la possibilità che tale evento possa causare la formazione di stelle di neutroni.
Per testare questa ipotesi il gruppo di ricercatori ha osservato una stella con dimensioni 8,4 masse solari e ha eseguito delle simulazioni al computer per osservarne l’evoluzione. Nello specifico hanno simulato l’evoluzione del nucleo della stella che ha subito l’influenza della pressione degli elettroni degeneri contro la gravità della stella stessa. A questo punto quando gli elettroni sono stati consumati dal neon e dal magnesio gli scienziati hanno osservato una diminuzione nel numero di questi ultimi e un restringimento rapido del nucleo.
Inoltre la cattura degli lettoni rilascia calore: quando la densità del nucleo ha superato 1010 g / cm3, l’ossigeno presente ha bruciato gli elementi nel cuore della stella trasformandoli in nuclei del gruppo ferro, come ferro e nichel. La temperatura nel frattempo è così elevata da provocare una fuga dei protoni. Questo processo ha reso gli elettroni facili da catturare sia per i protoni sia per i nuclei del gruppo ferro e la densità è così elevata da provocare il collasso del nucleo, senza tuttavia produrre un’esplosione termonucleare.
I dati sugli elettroni hanno permesso di scoprire che la combustione è avvenuta leggermente fuori dal cuore della stella. Tuttavia il collasso dell’astro ha permesso la formazione di una stella di neutroni e un’esplosione di supernova dimostrando che il processo di carica elettronica ha avuto luogo.
Il gruppo di scienziati ritiene che un fenomeno del genere possa spiegare ciò che è accaduto durante l’esplosione della Supernova 1054 che ha contribuito alla formazione della celebre Nebulosa del Granchio.