Come muore una stella

Un team di scienziati ha provato a ricostruire, con l'aiuto di un supercomputer, le fasi principali di uno degli eventi più catastrofici dell'Universo: l'esplosione di una supernova.

copertinafoto_2foto_3foto_5foto_4foto_06Approfondimenti
copertina

Chi nel corso dei secoli ha avuto la fortuna di osservale, le ha descritte come astri dal bagliore eccezionale, visibili anche di giorno e capaci di illuminare una stanza in piena notte. Ma nessuno - per ovvi motivi - è mai riuscito a fissarle da vicino: che cosa accade, realmente, quando muore una stella? Una possibile risposta arriva dal prestigioso centro di ricerca statunitense Argonne National Laboratory (Chicago), dove un team di scienziati ha provato a ricostruire, con l'aiuto di un supercomputer, le fasi principali di uno degli eventi più catastrofici dell'Universo: l'esplosione di una supernova. (vedi spigazione sotto)
Questa apparentemeente innocua "bolla" colorata racchiude, al suo interno, tutta la forza distruttrice della stella morente.
A ogni strato corrisponde un diverso valore energetico - ossia, in termini tecnici, un certo grado di entropia (la grandezza che indica la quantità di caos presente all’interno di un sistema). Modificando di volta in volta colori e sfumature, gli scienziati possono isolare e virtualmente "rimuovere" gli strati più esterni di questa sfera, "sbucciando" la supernova fino a studiarne il nucleo.

Finale con botto
Una supernova è l'esplosione catastrofica di una stella giunta al termine della sua evoluzione. Un impressionante "scoppio" cosmico durante il quale gli strati più esterni dell’astro vengono espulsi a una velocità di migliaia di chilometri al secondo, arricchendo lo spazio interstellare di metalli e altri elementi chimici fondamentali per la formazione di nuovi corpi celesti. I residui dell'esplosione, accumulandosi in gigantesche nubi di gas e polveri, formano i cosiddetti resti di supernova (guarda i più spettacolari)

Foto: © Hongfeng Yu

foto_2

L'energia liberata da una supernova è milioni di miliardi di volte superiore a quella che scaturirebbe dallo scoppio contemporaneo di tutte le bombe nucleari presenti sulla Terra. Eventi simili nell'Universo, sono all'ordine del giorno: si calcola che soltanto nella nostra galassia, le supernove esplodano al ritmo di una ogni qualche decina d'anni.
Nella foto, l'istante immediatamente successivo allo scoppio di una supernova di tipo Ia, originata cioè dalla morte di una nana bianca (una stella di massa simile a quella solare).

Foto: © DOE NNSA ASC / Alliance Flash Center

foto_3

Un'altra fase dell'esplosione. Secondo i calcoli dei ricercatori, la "deflagrazione" vera e propria non dura più di 5 secondi. Eppure, se volessimo realizzarne una simulazione con il nostro portatile, impiegheremmo più di 3 anni soltanto per scaricare la mole di dati raccolti dagli scienziati. Questo perché di norma i pc di casa hanno "solo" 2 processori. Il super computer del laboratorio Argonne invece, ne vanta oltre 160 mila, che lavorano contemporaneamente ricreando complesse raffigurazioni tridimensionali di questi fenomeni.

Foto: © Argonne National Laboratory

foto_5

La "fiamma" nucleare che innesca l'esplosione (qui in giallo) sta velocemente raggiungendo la superficie della sua stella progenitrice (in blu nella foto). Questa speciale tecnica di visualizzazione secondo gli scienziati, potrebbe essere impiegata in una vasta gamma di discipline. Dall'astrofisica all'idrodinamica, passando per i rami della scienza legati alla tutela dell'ambiente come per esempio, lo studio della diffusione di sostanze inquinanti in suoli dalla complessa composizione biochimica.

Foto: © DOE NNSA ASC / Alliance Flash Center

foto_4

Tre diverse visualizzazioni della combustione nucleare all'interno della supernova.
La prima immagine rappresenta semplicemente la superficie della fiamma nucleare, le altre due rispettivamente la velocità della combustione (al centro) e la sua vorticosità (a destra).

Foto: © Argonne National Laboratory

foto_06

Un'immagine ravvicinata e in alta risoluzione della "bolla" di fiamme nucleari che caratterizza la supernova. Da questa distanza si notano subito le violente turbolenze create dall'esplosione, simili alle lingue di fuoco che si sviluppano durante un incendio.

Foto: © DOE NNSA ASC / Alliance Flash Center

Chi nel corso dei secoli ha avuto la fortuna di osservale, le ha descritte come astri dal bagliore eccezionale, visibili anche di giorno e capaci di illuminare una stanza in piena notte. Ma nessuno - per ovvi motivi - è mai riuscito a fissarle da vicino: che cosa accade, realmente, quando muore una stella? Una possibile risposta arriva dal prestigioso centro di ricerca statunitense Argonne National Laboratory (Chicago), dove un team di scienziati ha provato a ricostruire, con l'aiuto di un supercomputer, le fasi principali di uno degli eventi più catastrofici dell'Universo: l'esplosione di una supernova. (vedi spigazione sotto)
Questa apparentemeente innocua "bolla" colorata racchiude, al suo interno, tutta la forza distruttrice della stella morente.
A ogni strato corrisponde un diverso valore energetico - ossia, in termini tecnici, un certo grado di entropia (la grandezza che indica la quantità di caos presente all’interno di un sistema). Modificando di volta in volta colori e sfumature, gli scienziati possono isolare e virtualmente "rimuovere" gli strati più esterni di questa sfera, "sbucciando" la supernova fino a studiarne il nucleo.

Finale con botto
Una supernova è l'esplosione catastrofica di una stella giunta al termine della sua evoluzione. Un impressionante "scoppio" cosmico durante il quale gli strati più esterni dell’astro vengono espulsi a una velocità di migliaia di chilometri al secondo, arricchendo lo spazio interstellare di metalli e altri elementi chimici fondamentali per la formazione di nuovi corpi celesti. I residui dell'esplosione, accumulandosi in gigantesche nubi di gas e polveri, formano i cosiddetti resti di supernova (guarda i più spettacolari)

Foto: © Hongfeng Yu