La Nasa ha annunciato una scoperta italiana in ambito astrofisico: Si tratta di un oggetto rimasto nel mistero per oltre 30 anni, al centro della “regina delle supernove”. Grazie a uno studio guidato da ricercatori dell’Università di Palermo e dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), anche grazie ai supercomputer Cineca, è stata individuata e caratterizzata la sorgente energetica, risultata compatibile con una pulsar wind nebula.

La scoperta è descritta nell'annuncio dell'Inaf.

È la supernova più studiata di sempre, la più famosa dei tempi moderni: prima di collassare – evento osservato la notte tra il 23 e il 24 febbraio 1987 – la supernova 1987A era la più brillante e vicina alla Terra, nella Grande Nube di Magellano a circa 170mila anni luce. L’esplosione della stella è stata talmente energetica da essere visibile per qualche tempo persino a occhio nudo. In 34 anni, Sn 1987A è stata indagata in ogni dettaglio, anche se i suoi segreti non sono stati ancora svelati del tutto dagli astronomi. In particolare, non era chiaro se l’esplosione avesse portato alla formazione di un buco nero o di una stella di neutroni, prevista dai modelli di supernova. Grazie a dati raccolti dai telescopi spaziali Chandra X-ray Observatory e NuStar (entrambi della Nasa) e al lavoro di un gruppo di ricercatori guidati da Emanuele Greco, dottorando dell’Università di Palermo e associato all’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), è stata trovata la prova della presenza di una stella di neutroni al centro del resto di supernova. L’articolo con tutti i risultati delle osservazioni stato pubblicato su The Astrophysical Journal: Indication of a Pulsar Wind Nebula in the hard X-ray emission from SN 1987A.

Il ruolo del supercalcolo nella scoperta è descritto da Salvatore Orlando, primo ricercatore, dell'Osservatorio Astronomico di Palermo che ha collaborato alla ricerca.

La scoperta di una pulsar (una stella di neutroni magnetizzata in rapida rotazione) al centro del resto di supernova (SN) 1987A (Greco et al. 2021) e' stata possibile anche grazie ad un modello magneto-idrodinamico tridimensionale che, per la prima volta, lega tra loro in modo consistente diverse fasi evolutive che vanno dall'evoluzione della stella progenitrice, all'esplosione della SN, sino alla formazione del resto di SN interagente con il mezzo ambiente altamente disomogeneo e magnetizzato (Orlando et al. 2020). Le simulazioni numeriche relative al modello sono state condotte presso il CINECA nell'ambito di un progetto PRACE (Award N.2016153460). Tale modello è in grado di riprodurre allo stesso tempo gli osservabili della stella progenitrice, della SN e del resto di SN ed ha permesso di vincolare le proprietà fisiche e geometriche dell'esplosione asimmetrica e del mezzo circumstellare, supportando la tesi che la stella progenitrice fosse una supergigante blu risultante dalla fusione di due stelle massicce. Il recente studio guidato da Emanuele Greco, dottorando dell'Università degli studi di Palermo con una borsa co-finanziata dall'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), ha sfruttato la capacità del modello di prevedere la posizione della stella di neutroni e di ricostruire in modo accurato l'ambiente disomogeneo attorno ad essa all'epoca in cui sono state effettuate osservazioni in banda X con i telescopi della NASA Chandra e NuSTAR. Questo ha permesso di stimare l'assorbimento dell'emissione X che si origina nella regione di interazione del vento della pulsar con il mezzo circostante ("pulsar wind nebula") da parte di materiale stellare denso e freddo posto lungo la linea di vista. Grazie a ciò, si sono potute interpretare correttamente le osservazioni e ricavare le caratteristiche della pulsar che risultano rientrare perfettamente tra quelle attese per un oggetto di questo tipo. Oltre a ricercatori dell'Università degli studi di Palermo, allo studio hanno collaborato ricercatori dell'INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo e di centri di ricerca in Giappone. 
 

Visualizzazioni grafiche interattive 3D

Evidence of a pulsar wind nebula in SN 1987A

A pulsar beats in the heart of SN 1987A

A highly magnetized rotating neutron star