Il fenomeno “supernova” è provocato dall'esplosione catastrofica di una stella massiccia che libera una tale quantità d'energia paragonabile a quella emessa da un'intera galassia (costituita in media da un centinaio di miliardi di stelle). Si tratta di una stella massiccia nelle fasi finali dell'evoluzione, che nell'esplosione espelle i suoi strati più esterni a velocità di migliaia di chilometri al secondo. Ciò contribuisce ad arricchire il mezzo interstellare con gli elementi chimici (tra cui i metalli pesanti) sintetizzati sia nel corso della vita della stella sia durante l'esplosione stessa. I gas espulsi si disperdono a formare una nebulosa, detta “resto di supernova”, mentre il nucleo subisce un "rinculo" che lo comprime sino a densità altissime. Ciò che rimane del nucleo stellare, in uno stato della materia assai diverso da quello ordinario, può essere una stella di neutroni oppure un buco nero. Si distinguono due tipi principali di supernove detti SN di tipo I e SN di tipo II, i quali vengono a loro volta suddivisi in alcune sottoclassi.
Immagine della supernova SN2007bi (all’interno del cerchietto al centro) ottenuta con il telescopio da 5 metri di apertura dell’Osservatorio di Monte Palomar. Potrebbe trattarsi della prima conferma di una supernova la cui origine è dovuta alla cosiddetta ‘instabilità di coppia’.
Recentemente, però, è stata scoperta una supernova straordinariamente brillante, denominata SN2007bi, che sembra fornire il primo esempio di un tipo primordiale di stelle. La supernova è esplosa nei pressi di una galassia nana, un tipo di galassie comuni ma finora poco studiate a causa della loro debole luminosità.
SN2007bi è stata trovata nei primi mesi del 2007 dal Nearby Supernova Factory (SNfactory), un programma di ricerca automatizzata di supernovae effettuato con il telescopio dell'Osservatorio di Monte Palomar (California), e la sua luminosità, pari a circa 10 volte quella delle supernovae di tipo Ia, ha subito spinto gli astronomi ad indagare meglio soprattutto sulla modalità di decadimento della sua curva di luce, ovvero la diminuzione di luminosità con il tempo. Si tratta di una delle supernovae più energetiche finora osservate.
Le analisi hanno indicato che la stella che ha dato vita alla supernova dovrebbe essere una gigante di massa pari ad almeno 200 masse solari, contenente pochi elementi oltre ad idrogeno ed elio, quindi una stella tra le prime ad essersi formate nell’universo primordiale. Il suo nucleo doveva avere una massa pari a 100 volte quella del Sole, quindi dovrebbe essersi verificato il finora ipotizzato fenomeno detto 'instabilità di coppia', ma mai confermato in maniera diretta. I raggi gamma estremamente energetici che vengono creati dall’intensissimo calore presente nel nucleo, interagendo tra loro danno origine a coppie di elettroni e positroni. A causa di queste reazioni, la pressione verso l’esterno esercitata dalle reazioni termonucleari che avvengono nelle regioni centrali della stella si indebolisce e la gravità prende il sopravvento, facendo collassare improvvisamente la struttura stellare e dando origine all’esplosione di supernova. Nel caso di SN2007bi, a causa dell’enorme massa della stella progenitrice, le reazioni termonucleari nel suo nucleo verificatesi al momento del collasso sono state così energetiche da farla vaporizzare quasi interamente.
Non è un caso che un oggetto simile sia stato trovato proprio in una galassia nana: si tratta di galassie molto piccole e deboli che contengono pochi elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio e che quindi rappresentano oggetti tipici del primo universo.
Sono oggetti molto numerosi ma piccoli e deboli. Nel prossimo futuro si spera di riuscire a scoprire le primissime generazioni di stelle attraverso esplosioni di supernovae simili a SN 2007bi.
