Gli astronomi hanno rilevato la supernova più distante mai osservata, originata da una stella esplosa pochi istanti dopo che l’universo era emerso dalla sua oscurità iniziale. Questa scoperta, resa possibile dal James Webb Space Telescope (JWST), offre una visione senza precedenti della nascita e della morte delle prime stelle dell’universo: soli massicci e primordiali che differivano significativamente da quelli trovati oggi.
La sfida dello studio delle prime supernove
Le supernovae, le esplosioni catastrofiche delle stelle morenti, sono tra gli eventi più luminosi del cosmo. Tuttavia, la luce proveniente da questi eventi nell’universo primordiale impiega miliardi di anni per raggiungere la Terra, diventando sempre più debole su distanze così immense. La maggior parte delle supernove sono troppo deboli per essere rilevate a distanze così estreme, con eccezioni come le supernove di tipo Ic, che emettono raggi gamma particolarmente luminosi. Le più comuni supernovae di tipo II, risultanti da stelle massicce che esauriscono il carburante, sono generalmente invisibili a queste profondità.
SN Eos: una svolta gravitazionale
I ricercatori guidati da David Coulter della Johns Hopkins University hanno superato questo ostacolo studiando SN Eos, una supernova di tipo II esistita appena un miliardo di anni dopo il Big Bang. La chiave di questa osservazione è stata la lente gravitazionale : la supernova è apparsa dietro un enorme ammasso di galassie, la cui gravità ha amplificato la sua luce di un fattore dieci, rendendola osservabile. Questa amplificazione naturale ha consentito un’analisi spettroscopica dettagliata: la prima conferma di questo tipo per una supernova a questa distanza.
Implicazioni per la composizione dell’universo primordiale
Lo spettro di SN Eos rivela che la stella esplosa conteneva quantità estremamente basse di elementi pesanti, meno del 10% di ciò che si trova nel nostro sole. Ciò conferma i modelli teorici che suggeriscono che l’universo primordiale fosse composto prevalentemente da idrogeno ed elio, poiché gli elementi più pesanti non erano ancora stati forgiati attraverso l’evoluzione stellare.
“Questo ci dice immediatamente in che tipo di popolazione stellare [la stella] è esplosa”, afferma Or Graur dell’Università di Portsmouth, sottolineando l’importanza di questa prova compositiva.
L’epoca della reionizzazione e della trasparenza cosmica
SN Eos esisteva solo poche centinaia di milioni di anni dopo l’epoca della reionizzazione. Questo fu un momento cruciale in cui la luce delle prime stelle ionizzò il gas idrogeno neutro, trasformando un universo opaco in uno trasparente alle radiazioni. Ciò rende SN Eos effettivamente la supernova più lontana che possiamo sperare di osservare, rappresentando un quasi limite nella nostra capacità di studiare direttamente il cosmo primordiale.
Perché è importante
Lo studio delle singole stelle nell’universo primordiale è incredibilmente raro. In genere, gli astronomi deducono le proprietà delle galassie primordiali dalla luce collettiva di molte stelle. SN Eos offre un’opportunità unica per esaminare una singola stella a queste distanze, rivelando che le stelle nell’universo primordiale erano fondamentalmente diverse da quelle del nostro cosmo locale. Questa svolta aiuta a perfezionare la nostra comprensione delle popolazioni stellari, dei tassi di formazione stellare e delle condizioni prevalenti poco dopo la nascita dell’universo.
Questa osservazione segna una nuova era nell’astronomia delle supernovae. Scrutando più a fondo nel passato dell’universo, possiamo ricostruire le condizioni che hanno modellato le prime stelle e, in definitiva, il cosmo che osserviamo oggi.
