Supernove

Le supernove sono il prodotto di un'esplosione stellare che si verifica quando una stella molto massiccia, con una massa almeno una decina di volte superiore a quella del Sole, raggiunge un punto critico nel suo ciclo di vita ossia il suo stadio finale. Sono eventi molto luminosi che appaiono all'improvviso e possono durare per diversi mesi per poi scomparire nel nulla. Generalmente, una supernova, nel momento del suo culmine esplosivo, raggiunge una luminosità che supera di venti volte quella posseduta precedentemente. Questo incremento straordinario di luminosità si manifesta con un'emissione di energia talmente intensa che può essere paragonata a quella emessa dall'intera galassia in cui si trova la stella. Si ritiene che questi eventi avvengano in media tre volte ogni secolo nella nostra galassia. Questi oggetti stellari sono molto utili perché ci aiutano a determinare le distanze astronomiche. Le supernove possono essere innescate in due modi: dalla riaccensione improvvisa dei processi di fusione nucleare in una stella degenere, o dal collasso del nucleo di una stella massiccia.

Come nasce una supernova

Il collasso della stella si verifica quando la stella ha generato un nucleo di ferro-56 (56 Fe), un elemento chimico che non è più in grado di liberare ulteriore energia. Di conseguenza, la stella inizia a collassare su stessa a causa della riduzione delle reazioni termonucleari e della forte gravità dovuta all'enorme massa che attira i gas esterni. Durante questa fase, la temperatura del nucleo aumenta rapidamente, raggiungendo valori di diversi miliardi di gradi in un lasso di tempo estremamente breve. L'enorme pressione e temperatura causa l'esplosione del nucleo della stella. Questo evento è detto esplosione di una supernova.

L'esplosione del nucleo genera un'onda d'urto che si propaga verso l'esterno ed espelle la maggior parte, se non tutto, il materiale della stella, a velocità estremamente elevate che possono raggiungere il 10% della velocità della luce. L'onda d'urto che si propaga nello spazio interstellare e si traduce in una bolla di gas in espansione, chiamata resto di supernova.

Una supernova può durare qualche settimana o mese. La quantità di energia che una supernova può emettere in un periodo di tempo che varia da poche settimane a qualche mese è impressionante: equivale a quanta ne potrebbe emettere il nostro Sole durante tutta la sua vita. Inoltre, per un breve intervallo di tempo (circa 15 secondi), la supernova può raggiungere una temperatura di cento miliardi di gradi Kelvin.

L'esplosione di una supernova non è solo un evento violento e caotico, ma anche uno spettacolo luminoso di incredibile magnificenza. La luminosità della stella aumenta enormemente in poche ore, raggiungendo valori che possono essere fino a un miliardo di volte superiori a quella del Sole. Questo rende la supernova uno degli oggetti più luminosi dell'universo per un breve periodo di tempo. Nella sfera celeste si accende una "nuova" stella che può brillare per pochi mesi e poi scomparire nel nulla.

Nel corso della storia sono citate diverse testimonianze di oggetti molto luminosi comparsi all'improvviso nel cielo notturno e scomparsi poche settimane dopo. Ad esempio, la supernova esplosa nel 1054 nella costellazione del Toro.

Dopo l'esplosione di una supernova, ciò che rimane è una nebulosa estesa, un'imponente area dello spazio che può coprire una distanza di diversi anni luce. Questa nebulosa è una fonte di radiazioni in varie bande spettrali, risultato delle intense energie liberate durante l'esplosione. Al centro di questa formazione celeste si trova spesso una pulsar o una stella di neutroni, ovvero i resti compatti del nucleo della supernova.

La classificazione delle supernove

Le supernove sono classificate principalmente in due tipi: SN-I e SN-II, in base alla presenza o assenza delle righe dell'idrogeno nel loro spettro.

• Supernove di tipo I (SN-I)
  Le supernovae di tipo I (SN-I) non mostrano righe dell'idrogeno e si suddividono ulteriormente in SN-Ia, SN-Ib e SN-Ic, a seconda delle righe di silicio, elio, o l'assenza di queste. Queste stelle, in genere, sono vecchie e massicce e raggiungono lo stadio di nane bianche prima di esplodere. La loro esplosione è molto energetica e presenta una curva di luce (luminosità nel tempo) che decresce regolarmente. Queste supernovae sono considerate candele standard perché ci permettono di misurare le distanze delle galassie lontane grazie alla loro luminosità ben definita e elevata.
• Supernove di tipo II (SN-II)
  Le supernovae di tipo II (SN-II), caratterizzate dalla presenza di righe di idrogeno, hanno una curva di luce più irregolare e sono generalmente meno luminose delle SN-I. Si dividono in SN-II.L se hanno una curva di luce che decresce linearmente e SN-II.P se presentano un plateau nella loro curva di luce. In genere sono stelle molto massicce e giovani che esplodono.

La differenza tra supernove e nove. Il termine "nova" significa "nuova" in latino e viene usato per descrivere una stella appena comparsa nel cielo. "Supernova", termine coniato nel 1931, differisce dalle novae ordinarie per la sua luminosità molto superiore. Una nova è un'esplosione sulla superficie di una nana bianca. Una supernova, invece, è un'esplosione del nucleo di una stella, è molto più energetica e ha conseguenze molto più significative per la stella stessa e per l'universo circostante.

Ma l'esplosione di una supernova non è solo un evento distruttivo. È anche un processo di rigenerazione cosmica. La supernova, infatti, arricchisce lo spazio interstellare circostante con molti elementi pesanti, creando l'ambiente ideale per la formazione di altre stelle. Dalla bolla di gas in espansione creata dall'esplosione possono nascere una nuova generazione di stelle con elementi chimici più pesanti rispetto alle precedenti. Inoltre, ciò che rimane dopo l'esplosione può trasformarsi in una stella di neutroni o, a seconda delle condizioni iniziali, un buco nero, segnando l'inizio di un nuovo capitolo nella vita della stella.

Le supernove, dunque, sono eventi chiave nell'evoluzione del cosmo. Rappresentano la fine di una stella, ma anche l'inizio di nuovi processi astrofisici, mostrando l'interconnessione e il ciclo di nascita, morte e rinascita che caratterizzano il nostro universo.