La supernova SN 1987 A immortalata dalla NIRCam di Webb. Credits: Crediti: NASA, ESA, CSA, M. Matsuura (Università di Cardiff), R. Arendt (GSFC e Università del Maryland), C. Fransson
Il 23 febbraio 1987 gli astronomi moderni osservarono per la prima volta una supernova relativamente vicina, nella Grande Nube di Magellano. L’evento era in realtà accaduto circa 168 mila anni fa, e la sua luminosità raggiunse il massimo in maggio, per poi scendere lentamente nei mesi seguenti. Venne chiamato SN 1987A.
Per quasi 40 anni, SN 1987A è stata oggetto di intense osservazioni a lunghezze d’onda che vanno dai raggi gamma al radio. Ora, nuove osservazioni nel vicino infrarosso con la NIRCam (Near InfraRed Camera) del James Webb hanno fornito un indizio cruciale per comprenderne l’evoluzione nel corso del tempo.
L’immagine di Webb mostra una struttura centrale simile a una sorta di “buco della serratura”, piena di gas e polvere espulsi dall’esplosione della supernova. La polvere è così densa che anche la luce nel vicino infrarosso rilevata da Webb non riesce a penetrarla, ed è a questo che corrisponde il “buco” più scuro.
Un anello luminoso circonda questo buco, generando una fascia che collega due deboli bracci di anelli esterni, a forma di clessidra. L’anello, formato da materiale espulso decine di migliaia di anni prima dell’esplosione della supernova, contiene punti caldi luminosi, apparsi quando l’onda d’urto della supernova l’ha colpito.
Sebbene queste strutture fossero già state osservate da Hubble e Spitzer e dall’Osservatorio a raggi X Chandra, la sensibilità e risoluzione spaziale senza precedenti di Webb hanno rivelato una nuova caratteristica in questo resto di supernova: piccole strutture a forma di mezzaluna.
I ricercatori ritengono che esse facciano parte degli strati esterni di gas, espulsi durante e dopo l’esplosione. La loro strana luminosità può essere spiegata come un fenomeno ottico, dovuto all’angolo con cui stiamo vedendo il materiale in espansione in tre dimensioni. Ciò fa anche sembrare che ci sia più materiale in queste due mezzelune di quanto potrebbe essercene in realtà.
Prima di Webb, Spitzer ha osservato questa supernova nell’infrarosso per tutta la sua vita, fornendo dati chiave su come le sue emissioni si sono evolute nel tempo. Tuttavia, non è mai stato in grado di osservare la supernova con tanta chiarezza e dettaglio.
Eppure, nonostante i decenni di studio, rimangono diversi misteri. In particolar modo, SN 1987A è una supernova di tipo II, che si verifica quando una stella massiccia esaurisce il suo combustibile nucleare e collassa sotto la propria gravità. Dopo l’esplosione, il nucleo stellare residuo dovrebbe aver formato una stella di neutroni o un buco nero. Tuttavia, non abbiamo ancora rilevato direttamente questa struttura residua. Gli astronomi stanno quindi cercando di capire quale sia stata la sorte del nucleo di SN 1987A.
Come Spitzer, Webb continuerà ad osservare la supernova anche negli anni a venire. I suoi strumenti NIRSpec (Near InfraRed Spectrograph) e MIRI (Mid InfraRed Instrument) offriranno agli astronomi la possibilità di acquisire nuovi dati infrarossi e ottenere nuove informazioni sulle strutture a mezzaluna appena identificate, e sulla loro evoluzione nel corso del tempo.
