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Il telescopio spaziale James Webb ha scoperto la supernova più antica mai osservata, una esplosione stellare avvenuta quando l’Universo aveva solo 730 milioni di anni.
Eppure, allo sguardo di Webb, la supernova più antenata di tutte, chiamata Grb 250314A, appare esattamente uguale alle supernove moderne e vicine; questo fattore porta ora gli astronomi a dover rivedere molti modelli sull’evoluzione stellare nelle diverse fasi dell’universo.
La rilevazione della supernova più antica di sempre da parte del Webb è stata il frutto di una proficua collaborazione a catena tra più osservatori.
Il 14 marzo, il telescopio spaziale franco-cinese Svom capta un lampo di raggi gamma, una delle esplosioni più potenti del cosmo, proveniente da una fonte molto lontana. Incredibilmente rari, i lampi di raggi gamma che nascono dalla collisione di due stelle di neutroni, o di una stella di neutroni e un buco nero, durano in genere pochi secondi. Quello rilevato il 14 marzo è risultato invece molto più lungo, di circa 10 secondi, elemento che ha indicato agli astronomi che il segnale fosse collegato alla morte esplosiva di una stella massiccia.
La posizione esatta di questo segnale viene poi definita nel giro di un’ora e mezza dall’osservatorio spaziale Neil Gehrels Swift della Nasa.
Undici ore dopo, il Nordic Optical Telescope, situato all’Osservatorio del Roque de los Muchachos a La Palma, rivela un bagliore residuo di raggi gamma nella luce infrarossa, un’indicazione che i raggi gamma potrebbero essere associati a un oggetto molto lontano.
Quattro ore più tardi, il Very Large Telescope dell’Eso in Cile stima che l’oggetto esisteva 730 milioni di anni dopo il Big Bang. Un dato molto significativo, visto che negli ultimi 50 anni sono stati rilevati solo pochi lampi di raggi gamma nei primi miliardi di anni dell’Universo.
Ed ecco che entra in scena il James Webb: il 1° luglio, il telescopio spaziale rileva il lampo di raggi gamma verificando i dati raccolti dai telescopi precedenti e dimostrando che questa luce proviene da una supernova, una stella massiccia in collasso.
«Questa osservazione dimostra anche che possiamo usare Webb per trovare singole stelle quando l’universo aveva solo il 5% della sua età attuale», afferma Andrew Levan, autore principale di uno dei due nuovi articoli pubblicati su Astronomy and Astrophysics Letters.
Le nitide immagini realizzate da Webb nel vicino infrarosso, inoltre, hanno permesso agli astronomi di localizzare la debole galassia ospite della supernova, risultato che rappresenta una prima volta per un evento così remoto.
Ma perché il James Webb è stato attivato dagli astronomi 3 mesi e mezzo dopo i precedenti osservatori? Questa è stata la strategia degli astronomi per comprendere se, come pensavano, l’origine del lampo gamma fosse da collegare all’esplosione di una supernova nel giovanissimo universo.
Questa illustrazione in due parti rappresenta la supernova Grb 250314A mentre esplodeva e tre mesi dopo, quando Webb l’ha osservata. Webb ha confermato che la supernova si è verificata quando l’universo aveva solo 730 milioni di anni. Gli ammassi stellari in alto a sinistra rappresentano la sua galassia ospite. Crediti: Nasa, Esa, Csa, StScI, Leah Hustak (StScI)
Se i lampi di raggi gamma durano in genere da pochi secondi a pochi minuti, le supernove al contrario si illuminano, infatti, per mesi. Esplosa così presto nella storia dell’universo, la luce di questa supernova antichissima si è allungata con l’espansione del cosmo nel corso di miliardi di anni, estendendo così anche il tempo in cui possiamo osservare la sua evoluzione. Questo il motivo per cui gli astronomi si aspettavano che tre mesi e mezzo dopo il lampo di raggi gamma la luce della supernova sottostante sarebbe stata più luminosa.
In seguito, i ricercatori l’hanno confrontata con le supernove moderne e vicine, constatando sorprendentemente l’assenza di differenze sostanziali. Una similitudine che va in contrasto con i modelli fin qui condivisi secondo cui le prime stelle probabilmente contenevano meno elementi pesanti, erano più massicce e avevano una vita più breve rispetto alle stelle più recenti. Differenza che dovrebbe portare a esplosioni stellari diverse da quelle delle stelle più recenti.
Per trovare una risposta a questo dilemma, il team prevedere ora di continuare ad attivare il Webb per approfondire le conoscenze sui lampi di raggi gamma emessi dagli oggetti nell’universo primordiale.
Immagine in evidenza: l’osservazione del James Webb di Grb 250314, la supernova più antica mai scoperta. Crediti: Nasa, Esa, Csa, StScI, Andrew Levan (Radboud University); Image Processing: Alyssa Pagan (StScI).