L'universo primordiale continua a rivelare i suoi segreti attraverso gli occhi del telescopio spaziale James Webb. Un team internazionale di astronomi ha identificato la supernova più distante mai osservata, un'esplosione stellare avvenuta quando il cosmo aveva appena 730 milioni di anni, durante l'epoca della reionizzazione. Questo periodo cruciale della storia cosmica vide l'accensione delle prime stelle e galassie, che iniziarono a illuminare e ionizzare l'idrogeno neutro che permeava lo spazio. La scoperta, pubblicata sulla rivista Astronomy & Astrophysics nel dicembre 2025, offre un'opportunità straordinaria per comprendere come morivano le stelle massicce in un'era in cui l'universo era radicalmente diverso da quello attuale.
La catena di eventi che ha portato all'identificazione di SN in GRB 250314A è iniziata il 14 marzo 2025, quando il satellite franco-cinese SVOM (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor) ha rilevato un lampo di raggi gamma di lunga durata proveniente da una regione remota del cielo. Questi lampi gamma, tra i fenomeni più energetici dell'universo, sono comunemente associati al collasso catastrofico di stelle massicce che producono buchi neri. Gli astronomi hanno immediatamente rivolto verso quella posizione il Very Large Telescope dell'European Southern Observatory in Cile, confermando che la sorgente si trovava a una distanza record, corrispondente a un redshift di circa 7,3.
La conferma definitiva della natura dell'evento è arrivata circa 110 giorni dopo l'esplosione iniziale, quando il James Webb Space Telescope ha puntato la sua Near Infrared Camera verso quella porzione di cielo. Le osservazioni nel vicino infrarosso hanno permesso di separare la luce in dissolvenza della supernova dalla debole emissione della galassia ospite, un passaggio tecnico fondamentale per caratterizzare l'esplosione. Come ha spiegato il dottor Antonio Martin Carrillo, astrofisico presso la School of Physics dell'University College Dublin e coautore dello studio, "l'osservazione chiave, la pistola fumante che collega la morte delle stelle massicce ai lampi di raggi gamma, è la scoperta di una supernova che emerge nella stessa posizione celeste".
Ciò che rende questa scoperta particolarmente significativa dal punto di vista scientifico è la sorprendente somiglianza dell'esplosione con fenomeni ben studiati nell'universo locale. I dati spettrali e fotometrici raccolti da JWST mostrano che questa supernova primordiale corrisponde strettamente alle caratteristiche di SN 1998bw, una supernova ben documentata associata a un lampo gamma esplosa molto più vicino alla Terra. Questa corrispondenza suggerisce che la stella progenitrice, nonostante si sia formata in un ambiente con metallicità drasticamente inferiore rispetto all'universo contemporaneo, abbia concluso la sua esistenza in modo sostanzialmente simile alle stelle massicce moderne.
Il team di ricerca ha sviluppato modelli predittivi basati sulla popolazione di supernove associate a lampi gamma nell'universo locale, utilizzandoli per progettare le osservazioni di follow-up con JWST. I risultati hanno superato le aspettative: il modello ha funzionato in modo eccellente, e l'emissione osservata corrisponde con precisione a quella prevista per la morte di stelle massicce tipiche. Le misurazioni escludono inoltre la possibilità che si tratti di un'esplosione molto più luminosa, come una supernova superluminosa (SLSN), un tipo di evento stellare estremo che alcuni teorici avevano ipotizzato potesse essere più comune nell'universo primordiale.
Questi risultati mettono in discussione un paradigma consolidato nella teoria dell'evoluzione stellare. Per decenni, gli astrofisici hanno ipotizzato che le prime generazioni di stelle, formate quasi esclusivamente da idrogeno ed elio primordiali senza elementi pesanti, avrebbero dovuto produrre esplosioni distintamente più brillanti o con spettri più blu rispetto alle supernove contemporanee. Invece, l'uniformità osservata attraverso quasi 13 miliardi di anni di storia cosmica suggerisce che i meccanismi fondamentali della morte stellare siano rimasti notevolmente costanti nel tempo, anche in condizioni ambientali radicalmente diverse.
La ricerca ha inoltre fornito un primo sguardo alla galassia che ospitava questa stella morente, sebbene la sua debole luminosità abbia reso difficile una caratterizzazione completa. Martin Carrillo ha sottolineato come il team sia riuscito "a ottenere uno scorcio della galassia che ospitava questa stella morente", un risultato significativo considerando l'estrema distanza e l'epoca cosmica in cui si è verificato l'evento. Comprendere le proprietà di queste galassie primordiali è essenziale per ricostruire come si formarono le prime strutture cosmiche.
La metodologia utilizzata rappresenta un progresso importante nell'astronomia delle alte energie e nella cosmologia osservativa. La capacità di JWST di operare nel vicino infrarosso si rivela cruciale per studiare oggetti a redshift elevato, poiché l'espansione dell'universo sposta la luce ultravioletta e visibile originariamente emessa verso lunghezze d'onda infrarosse. Senza questa capacità tecnologica, sarebbe impossibile distinguere la firma spettrale della supernova dalla contaminazione della galassia ospite a queste distanze estreme.
Il progetto prevede un'ulteriore campagna osservativa con JWST nei prossimi uno o due anni. A quel punto, la supernova dovrebbe essersi affievolita di oltre due magnitudini, permettendo agli astronomi di studiare in dettaglio la debole galassia ospite e di confermare con precisione quanta luce provenisse effettivamente dall'esplosione stellare. Queste osservazioni future consentiranno di caratterizzare meglio le proprietà fisiche della galassia, inclusa la sua massa stellare, il tasso di formazione stellare e la composizione chimica, fornendo un contesto più completo per comprendere l'ambiente in cui si formano e muoiono le stelle massicce nell'epoca della reionizzazione.
