Alcune stelle stanno esplodendo per ragioni che a malapena comprendiamo.
Una nuova ricerca suggerisce che un intruso invisibile stia premendo il grilletto.
Un team internazionale ha scoperto che i buchi neri primordiali (PBH) potrebbero accendere le stelle nane bianche. Questo meccanismo trasforma le supernove standard di tipo Ia in qualcosa di completamente diverso. O forse qualcosa di familiare, innescato semplicemente dall’inaspettato.
I risultati, pubblicati su The Astrophysical Journal, offrono una soluzione a un persistente mistero chimico. La composizione della Via Lattea non corrisponde ai modelli standard. A meno che non siano coinvolti questi spettrali buchi neri.
Cosa sono i buchi neri primordiali?
Non sono il tipo che trovi alla fine di una galassia.
I PBH sono ipotetici resti dell’universo primordiale. Si sono formati dalle fluttuazioni della materia durante l’inflazione cosmica, poco dopo il Big Bang.
Gli scienziati li considerano candidati per la materia oscura. La materia invisibile che costituisce il 90% della massa del cosmo. Non possiamo vederli. Ma sappiamo che potrebbero essere lì.
E potrebbero passare attraverso le stelle proprio adesso.
Quando un PBH viaggia nello spazio, può passare attraverso una stella. La gravità crea intense forze di marea. Nel caso di una nana bianca, il cadavere denso di una stella di piccola massa, grande quanto la Terra, queste forze potrebbero essere catastrofiche.
La pressione aumenta. La fusione nucleare si accende in modo incontrollabile. Boom. Una supernova di tipo Ia.
Controllo delle impronte chimiche
Shing-Chi Leung ha condotto questa indagine. È professore assistente presso il SUNY Polytechnice Institute e scienziato associato in visita presso il Kavli Institute for the Physics and Math of the Universe. Ha lavorato con Ken’ichi Nomoto, Alexander Kusenko e Tomoharu Suzuki.
Non si limitavano a teorizzare. Hanno confrontato i modelli con la realtà.
Quali supernove si adattano a questo profilo?
Il team ha esaminato resti come Tycho, Kepler e 3G 397. Hanno studiato le esplosioni vicine, tra cui SN 2011fe SN 2012cg, ed eventi più antichi.
I risultati sono stati sorprendenti. Le esplosioni innescate dal PBH somigliavano molto alle supernove standard di tipo Ia in termini di luce e movimento. Questo è un problema per gli osservatori. Come li distinguiamo?
Guardando gli avanzi.
I ricercatori hanno analizzato le abbondanze chimiche in questi resti e in tutta la galassia. Si sono concentrati su isotopi radioattivi come Ni-56 e Ni-56, oltre a elementi stabili come Mn e Ni.
“Il nostro lavoro suggerisce che alcune supernove presenti nel cielo potrebbero essere il risultato di PBH… lasciano molti indizi interessanti in natura.”
— Shing-Chi Leung
Questi isotopi agiscono come traccianti. Rivelano la massa e la metallicita’ della nana bianca esplosa. Metallicità qui significa la quantità di elementi più pesanti presenti quando si è formata la stella. È un orologio. Un modo per tracciare la storia cosmica.
L’ingrediente mancante della galassia
Ecco dove diventa specifico.
I modelli di arricchimento chimico della Via Lattea non avevano senso solo con i modelli standard. Le stelle hanno mostrato tendenze di abbondanza che non potevano essere spiegate dai tassi convenzionali di supernova.
Ma quando i ricercatori hanno modellato una frazione diversa da zero di supernovae di tipo Ia innescate dal PBH, i conti hanno funzionato.
La chimica della galassia finalmente si è allineata.
Una parte di queste esplosioni stellari deve essere causata da questi oggetti invisibili. Anche se non possiamo vedere i buchi neri, il loro impatto è scritto nelle stelle.
Perché è importante
Non si tratta solo di correggere uno squilibrio chimico. Si tratta di espandere la nostra visione dell’universo.
Se i PBH esistono – e questa ricerca rafforza questa tesi – non sono solo materia oscura. Sono partecipanti attivi nell’evoluzione cosmica. Modellano la composizione chimica delle galassie. Influenzano quali stelle sopravvivono e quali esplodono.
Il team intende scavare più a fondo. Successivamente, vogliono capire come gli eventi innescati dal PBH influenzano la popolazione complessiva delle supernovae. Quali sono le tariffe combinate? Quanto spesso accade rispetto ai modelli standard?
Non abbiamo ancora un rilevamento diretto. Deduciamo la loro presenza dalle cicatrici che lasciano sulle stelle morenti.
Ma le cicatrici sono reali. Le impronte chimiche non mentono.
Da qualche parte là fuori, un buco nero sta vagando nell’oscurità. Passando attraverso una nana bianca. In attesa di far scoccare una scintilla che illuminerà la galassia.
Stiamo solo imparando a leggere il fumo.
