Astrofisica

A cura di Corrado Ruscica


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5.2 - Ipernovae Alcune stelle novae terminano la fase evolutiva non con una esplosione che porta gli strati superficiali ad essere espulsi nel mezzo interstellare, come avviene nel caso delle supernovae, ma con un vero e proprio “bang”. Possiamo dire che la differenza sostanziale tra le due fenomenologie sta nella liberazione di energia che per le supernovae “ordinarie” è limitata mentre per le altre può arrivare fino a produrre raggi-gamma. Gli astronomi stimano che tale evento può liberare 10 volte più energia rispetto alle supernovae classiche e che il prodotto finale della stella compatta è un buco-nero. Questi straordinari eventi dell’evoluzione stellare, a cui è stato dato il termine di ipernovae – “iper” perché liberano una quantità di energia ancora superiore a quella associata alle supernovae -  possono rappresentare una delle cause che caratterizza il fenomeno dei lampi-gamma.
Immagine della galassia ESO 184-G82 ripresa (a sinistra) dal telescopio Schmidt in Australia nel 1985. L’immagine a destra è stata ottenuta con il telescopio NTT di nuova tecnologia dell’ESO a La Silla, in Cile nel 1998. La supernova 1998bw, situata su uno dei bracci a spirale della galassia ESO 184.G82, appare molto brillante.	Credit: United Kingdom Schmidt Telescope - ESO's 3.58-m New Technology Telescope (NTT)
6 – Stelle compatte
Questo disegno mostra un tentativo di mettere a confronto le dimensioni tipiche di un buco-nero, una stella di neutroni, una nana-bianca, il Sole e Betelgeuse che è una supergigante rossa.
Le stelle nane-bianche e le stelle di neutroni isolate, una volta formatesi, sono destinate a diventare sempre più fredde e più compatte fino poi a scomparire del tutto perché diventano “invisibili”. I buchi-neri  si comportano invece in maniera differente. Essendo la forza di gravità estremamente intensa, nulla può fuggire da essi, nemmeno la luce, da cui il termine “buco-nero”. Queste stelle “morte” possono interagire però con l’ambiente circostante esercitando la loro forza gravitazionale sulla materia che vi si approssima. Questa interazione li può “resuscitare” per così dire e, per un certo periodo di tempo, può causare emissione di radiazione tipo outburst.
Nova Cygni 1992 è una tra le più brillanti stelle novae. L’anello è il gas espulso dalla stella (foto a destra). Al centro si nota la stella nana-bianca che ha dato luogo alla formazione della stella nova. La stella nova è stata osservata per la prima volta nel Febbraio del 1992 e l’immagine a destra è stata ripresa dal telescopio spaziale Hubble circa due anni dopo l’outburst. L’immagine a sinistra è stata ripresa 467 giorni prima dell’esplosione. Nova Cygni si trova ad una distanza di circa 10000 anni-luce nella costellazione del Cigno.	Credit: Space Telescope Science Institute e NASA/ESA
La condizione per “resuscitare” le stelle nane-bianche, le stelle di neutroni o i buchi-neri è il processo del trasferimento di massa. Una stella secondaria che possiede un inviluppo esteso, ricco di idrogeno, che orbita attorno ad una stella collassata a breve distanza può trasferire la sua materia dall’inviluppo alla stella compatta. La fenomenologia di questo processo dipende da vari fattori quali la distanza tra le stelle, la presenza di campi magnetici, la massa della stella secondaria, l’estensione dell’inviluppo e il tipo di stella compatta coinvolta nel trasferimento di massa. Un’altra caratteristica che fa resuscitare queste stelle compatte è la formazione di un disco di accrescimento di materia attorno alla stella compatta. La materia che viene spazzata via dalla stella secondaria non cade direttamente sulla stella compatta. Essa orbita attorno ad essa e forma di fatto un disco di accrescimento. Intanto l’attrito rallenta il moto orbitale della materia che di conseguenza “cade lentamente”  seguendo una traiettoria a spirale fino alla superficie della stella compatta. Questo processo libera una grande quantità di energia gravitazionale, riscalda il disco di accrescimento e in certi casi riscalda la superficie della stella avviando un nuovo processo di reazione nucleare. Nel caso dei buchi-neri, dove non esiste una vera e propria superficie fisica, il riscaldamento avviene solo nel disco di accrescimento.
Rappresentazione artistica della formazione di un disco di accrescimento in un sistema stellare binario. La materia viene trasferita dalla stella compagna, in basso a sinistra, sulla stella compatta attraverso il disco di accrescimento.

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