Spesso pensiamo alle esplosioni di supernova come inevitabili per le grandi stelle. Ma gli astronomi hanno a lungo pensato che almeno un tipo di grande stella non finisse con una supernova. Conosciute come stelle di Wolf-Rayet, si pensava che finissero con un tranquillo collasso del loro nucleo in un buco nero. Ma una nuova scoperta rivela che potrebbero invece diventare lo stesso supernove.
Le stelle di Wolf-Rayet sono tra le stelle più massicce conosciute. Sono alla fine della loro breve vita, ma piuttosto che semplicemente esaurire il carburante ed esplodere, spingono fuori i loro strati esterni con un vento stellare estremamente potente. Questo produce una nebulosa circostante ricca di elio ionizzato, carbonio e azoto, ma poverissima di idrogeno. La temperatura superficiale della stella rimanente può essere superiore a 200.000 K, rendendole le stelle più luminose conosciute.
Ma poiché la maggior parte di quella luce è nella gamma ultravioletta, non sono particolarmente luminose ad occhio nudo. Anche con gli strati esterni di una stella Wolf-Rayet scartati, la stella centrale è ancora molto più massiccia del Sole. Quindi si potrebbe pensare che è solo una questione di tempo prima che diventi una supernova. Alla fine finirà il carburante, portando a una supernova per il collasso del nucleo.
Ma possiamo vedere gli spettri degli elementi all'interno di una supernova, e non avevamo mai visto uno spettro che corrispondesse a una stella di Wolf-Rayet. Quando la nostra scoperta delle supernove è diventata comune, alcuni astronomi hanno iniziato a chiedersi se le stelle di Wolf-Rayet avessero invece una morte tranquilla.
L'idea era che avrebbero gettato via abbastanza strati esterni da indurre alla fine il nucleo rimanente a collassare direttamente in un buco nero. Non è necessaria alcuna esplosione gigantesca. Quest'ultimo studio mostra che almeno alcune stelle di Wolf-Rayet diventano supernove. Il team ha esaminato lo spettro di una supernova nota come SN 2019hgp, che è stata scoperta dalla Zwicky Transient Facility (ZTF).
Lo spettro della supernova aveva una luce di emissione brillante che indicava la presenza di carbonio, ossigeno e neon, ma non idrogeno o elio. Quando il team ha esaminato i dati più da vicino, ha scoperto che queste particolari linee di emissione non erano causate direttamente da elementi della supernova. Invece, facevano parte di una nebulosa che si espandeva lontano dalla stella a più di 1.500 km / s.
In altre parole, prima che si verificasse la supernova, la stella progenitrice era circondata da una nebulosa ricca di carbonio, azoto e neon, mentre mancavano gli elementi più leggeri di idrogeno ed elio. L'espansione della nebulosa deve essere stata guidata da forti venti stellari. Questo corrisponde molto bene alla struttura di una stella Wolf-Rayet. Quindi sembra che SN 2019hgp sia il primo esempio di supernova Wolf-Rayet. Da allora, sono state rilevate anche altre supernove simili.
Poiché questa supernova è stata identificata dagli spettri della nebulosa circostante, non è chiaro se l'esplosione fosse una semplice supernova, o se fosse un processo ibrido più complesso in cui lo strato superiore della stella esplodeva mentre il nucleo collassava direttamente in un buco nero. Ci vorranno più osservazioni per determinare i dettagli.