Scoperta ASASSN-15lh: la più luminosa supernova della storia dell’umanità

Un cataclisma cosmico da record potrebbe aiutare a svelare il caso delle esplosioni più estreme: scoperta ASASSN-15lh, la più luminosa supernova mai individuata.

Rappresentazione artistica della supernova da record ASASSN-15lh, così come apparirebbe da un esopianeta distante da essa circa 10.000 anni luce. (Credits: Beijing Planetarium / Jin Ma).

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I record sono fatti per essere battuti, questa sembra essere l’impressione, ma difficilmente essi vengono superati  così ampiamente. Un team internazionale di scienziati, coordinato da  Subo Dong (Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University) e che include l’astrofisico italiano Gianluca Masi, responsabile scientifico del Virtual Telescope Project (http://www.virtualtelescope.eu), ha annunciato oggi sulla prestigiosa rivista “Science” la scoperta di un’esplosione cosmica oltre 200 volte più potente di una tipica supernova – eventi che già si collocano tra i più violenti cataclismi nell’Universo – e oltre due volte più luminosa della precedente supernova detentrice del record. Il preprint dell’articolo è disponibile qui: http://arxiv.org/abs/1507.03010

“ASASSN-15lh è la più luminosa supernova mai scoperta nella storia dell’uomo”, dichiara Subo Dong: “I meccanismi dell’esplosione restano avvolti nel mistero, considerate l’immensa quantità di energia che essa ha riversato nello spazio”.

Immagine a colori che mostra la galassia ospite prima dell’esplosione di ASASSN-15lh ripresa dalla Dark Energy Camera (DECam) [sinistra], e la supernova ripresa dal telescopio da 1 metro del Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGT) [destra]: si noti il colore blu della sorgente, dovuto alla sua elevata temperatura. (Credits: The Dark Energy Survey, G. Masi and the ASAS-SN team).

La sorgente, denominata ASASSN-15lh e collocata nella costellazione australe di Indus (“Indiano”) in direzione della galassia APMUKS(BJ) B215839.70-615403.9, è stata individuata lo scorso 14 giugno da una coppia di telescopi gemelli da 14 cm installati a Cerro Tololo, in Cile, parte della All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN), un progetto internazionale dedicato proprio alla ricerca sistematica di fenomeni transienti, coordinato dalla Ohio State University, USA. “ASAS-SN è il primo progetto astronomico nella storia ad esaminare frequentemente l’intero cielo in ottico, alla ricerca di transienti”, dichiara Krzysztof Stanek, professore di Astronomia presso la Ohio State University e  co-Principal Investigator del progetto ASAS-SN.

Posizione nel cielo di ASASSN-15lh: essa è apparsa tra le stelle della costellazione dell’Indiano (Indus), nel cielo australe. (Credits: Gianluca Masi – Virtual Telescope Project – and TheSkyX Professional – Software Bisque)

ASASSN-15lh è stata segnalata alla comunità scientifica il 16 giugno, attraverso un telegramma astronomico ATel #7642, motivando ulteriori indagini. Sono state rinvenute immagini di prescoperta risalenti a maggio 2015. Tra giugno e luglio, il team di studiosi otteneva dati spettroscopici, impiegando anche il telescopio du Pont da 2.5 metri di Las Campanas (Cile) e il South African Large Telescope da 10 metri: le osservazioni suggerivano la natura dell’astro, una supernova super-luminosa, povera in contenuto di idrogeno (super-luminous supernovae, SLSNe-I), la cui distanza è stata stimata in circa 3.8 miliardi di anni luce. ASASSN-15lh è risultata più di due volte più luminosa di tutte le sorgenti simili finora scoperte: nel momento del picco di emissione, la sua luminosità era  equivalente a quella di 570 miliardi di stelle come il Sole (venti volte l’intera emissione della nostra Via Lattea). Le osservazioni suggeriscono che si tratti di un caso estremo tra i corpi celesti di quella rarissima popolazione.

Le curve di luce di ASASSN-15lh e di altre supernovae di confronto. Al massimo, ASASSN-15lh è circa 200 volte più luminosa di una tipica supernova di tipo Ia e più di due volte più luminosa della precedente detentrice del primato, la supernova iPTF13ajg. Credits: the ASAS-SN team).

“Se ASASSN-15lh si fosse trovata alla distanza di Sirio, la stella più luminosa nel cielo notturno, situata a 8.5 anni luce da noi”, afferma l’astrofisico Gianluca Masi, responsabile scientifico del Virtual Telescope Project, “l’avremmo vista brillare con una luminosità apparente pari a quella del Sole”.

Anche lo studio della galassia ospite ha fornito non poche sorprese. Essa appare di massa ben superiore a quella tipica delle galassie che hanno ospitato sorgenti comparabili, anche se non si può escludere che la galassia ospite sia una galassia nana, vicina alla presunta e più larga “dimora” cosmica.

La supernova ASASSN-15lh ripresa il 26 settembre 2015, circa tre mesi dopo la scoperta. (Credits: Gianluca Masi, Virtual Telescope Project).

L’interpretazione fisica di ASASSN-15lh è senza dubbio alcuno complessa e non possibile attraverso i tradizionali meccanismi invocati per le supernovae ordinarie. “La sorgente di una tale esplosione”, afferma Gianluca Masi, “non è nota. La carenza di idrogeno o elio suggerisce che non si possa considerare un meccanismo di interazione (shock) con materiale circumstellare ricco di idrogeno per interpretare le SLSNe-I e la ASASSN-15lh”. “Il tasso di declino dopo il massimo per le SLSNe-I appare troppo rapido per poter essere spiegato con il decadimento radioattivo del Nickel-56, che è invece fondamentale nelle ordinarie supernovae di tipo Ia”, prosegue Masi, “stimiamo che occorrerebbero non meno di 30 masse solari di Nikel-56 per ottenere la luminosità di picco di ASASSN-15lh; probabilmente ulteriori osservazioni chiariranno questo punto”.

Una possibilità potrebbe essere che il rallentamento di una stella di neutroni rapidamente rotante,  dotata di elevato campo magnetico (magnetar) alimenti questa straordinaria emissione, per quanto le energie in gioco rilevate appaiano comunque elevate.

Supernovae come la ASASSN-15lh potrebbero essere innescate dalla morte di stelle incredibilmente massive, che vanno oltre i limiti di massa che molti astronomi ritengono plausibili.

Due dei telescopi da 140mm utilizzati per la All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) che ha scoperto ASASSN-15lh. Da quando è stata ripresa questa immagine, altri due telescopi sono stati aggiunti alla stazione ASAS-SN a Cerro Tololo, in Cile. (Credits: Wayne Rosing).

ASASSN-15lh rappresenta indubbiamente un caso scientifico senza precedenti. Ulteriori studi sono in corso per valutare eventuali connessioni con altri fenomeni astrofisici quali, ad esempio, i nuclei galattici attivi (AGN).

Per fare luce sullo straordinario caso di ASASSN-15lh, il gruppo di ricerca ha ottenuto tempo osservativo presso il telescopio spaziale Hubble, con cui Dong e colleghi otterranno le più dettagliate informazioni sul post-esplosione. Importanti chiarimenti circa la vera sorgente della sua potente emissione potrebbero venire alla luce.

 “ASASSN-15lh potrebbe condurci verso nuove idee e nuove osservazioni dell’intera classe delle supernovae superluminose” dichiara Dong, “ e noi non vediamo l’ora di averne molte negli anni a venire”.

Certamente, in futuro la comprensione di simili, straordinari transienti astrofisici conoscerà un notevole progresso, quando le varie survey avranno allargato il campione di eventi conosciuti: nel 2022, in particolare, dovrebbe entrare in funzione il Large Synoptic Survey Telescope in Cile, il cui contributo in questo ambito potrebbe rivelarsi rivoluzionario.

ASASSN-15lh: A Highly Super-Luminous Supernova di Subo Dong, B. J. Shappee, J. L. Prieto,S. W. Jha, K. Z. Stanek, T. W.-S. Holoien, C. S. Kochanek, T. A. Thompson, N. Morrell, I. B. Thompson, U. Basu, J. F. Beacom, D. Bersier, J. Brimacombe, J. S. Brown, F. Bufano, Ping Chen, E. Conseil, A. B. Danilet, E. Falco, D. Grupe, S. Kiyota, G. Masi,B. Nicholls, F. Olivares E., G. Pignata, G. Pojmanski, G. V. Simonian,D. M. Szczygiel,P. R. Woźniak pubblicato il 14 gennaio 2016 su Science.

Alcune citazioni della scoperta da parte dei media italiani: Ansa, Corriere della Sera, La Repubblica, Il Messaggero, Giornale di Sicilia, Il Mattino, Il Gazzettino, Il Fatto Quotidiano, Leggo, La Sicilia, Agenzia Spaziale Italiana, La Stampa, Rai News, Il Secolo XIX, Leggo,

Anche la rivista Nature, che con Science sono le più prestigiosi riviste di scienza al mondo, ha riportato la scoperta.

L’astrofisico Gianluca Masi, accanto ad uno dei telescopi robotici parte del progetto Virtual Telescope.

Gianluca Masi, astrofisico e Dottore di Ricerca in Astronomia, è stato catturato dalla passione per il cielo sin dall’infanzia. Dopo diversi anni di osservazioni ad occhio nudo, a 11 anni ha ricevuto il primo telescopio, che ha rivelato definitivamente il suo “destino”. Ha compito innumerevoli osservazioni, spesso documentando per primo fenomeni celesti inusuali. Negli anni ’80 ha avviato un’intensa attività fotografica, che lo ha portato a pubblicare i suoi lavori sulle più importanti riviste di astronomia nazionali ed estere e alcune enciclopedie. Lo sviluppo di particolari tecniche di camera oscura lo ha condotto giovanissimo a risultati fotografici notevoli in relazione alla strumentazione al tempo utilizzata.

Ha iniziato a dedicarsi precocemente all’attività di ricerca, sperimentando tra i primi in assoluto le rivoluzionarie tecniche di ripresa digitali, che negli ultimi venti anni hanno soppiantato la fotografia astronomica tradizionale.

Il 1997, anno del passaggio dell’indimenticabile cometa Hale-Bopp e periodo di esordio in Italia per Internet, ottiene centinaia di immagini del celebre astro, tutte pubblicate dalla Nasa sul proprio sito web per il loro elevato valore documentale. Lo stesso Ente lo identifica come caso d’esempio per un progetto rivolto ai giovani per appassionarli alle scienze spaziali.

Allo stesso anno risale la sua prima importante scoperta scientifica: individua una stella variabile (ossia dallo splendore mutevole nel tempo) in una delle zone del cielo più sorvegliate in assoluto e che ciò nonostante era sempre sfuggita. Essa determina un fortissimo progresso dell’attività scientifica, che da quell’anno ha conosciuto moltissimi successi internazionali. Tra gli altri, vale la pena ricordare il primo asteroide scoperto dal basso Lazio, oggi denominato “Ceccano” (febbraio 1998) e molte decine di altri. Numerose nuove stelle variabili sono state ancora individuate, studiate e classificate dell’astrofisico ceccanese. In tempi più recenti si sono aggiunte scoperte storiche per l’Italia: nel 2002 registra (per la prima volta dalla Penisola con un telescopio non professionale) la controparte ottica di un lampo gamma, mentre nel 2006 è co-scopritore dei primi due pianeti extrasolari scoperti dal nostro Paese.

Nella sua attività professionale si è occupato particolarmente della questione della scala delle distanze cosmologiche e della costante di Hubble, per poi dedicarsi intensamente agli asteroidi a potenziale rischio di impatto con la Terra: sulla loro ricerca ha compito studi originali, partecipando a diverse campagne osservative presso l’Osservatorio di Campo Imperatore e quello di La Silla dell’Osservatorio australe Europeo, sulle Ande cilene. Attualmente i suoi interessi scientifici vertono principalmente sulle stelle variabili cataclismiche  e sui pianeti extrasolari. Professionalmente, ha pubblicato quasi 800 contributi scientifici e ha scoperto circa 40 asteroidi, tre pianeti extrasolari e numerose stelle variabili.

Da sempre Gianluca Masi ha dedicato moltissime energie alla divulgazione e alla comunicazione scientifica. Dal 2006 lavora come curatore scientifico presso il Planetario di Roma Capitale, mentre dal 2010 è coordinatore per l’Italia dell’organizzazione internazionale “Astronomi Senza Frontiere”; sempre dal 2010 collabora con la trasmissione “Geo” in onda su Rai Tre. Dal 2014 è Direttore Scientifico dell’Osservatorio Comunale di Acquaviva delle Fonti (BA).

E’ referente scientifico delle principali agenzie di stampa italiane e redazioni scientifiche, tra cuiAnsa. Per le sue attività scientifiche ha vinto diversi premi locali, nazionali ed internazionali, tra cui – nel 2005 – il prestigioso “Shoemaker NEO Grant” della Planetary Society (fondata, tra gli altri, da Carl Sagan) a supporto dei suoi studi sugli asteroidi potenzialmente pericolosi e – nel 2006 – il “Premio Tacchini” della Società Astronomica Italiana, per una delle cinque tesi di Dottorato più significative nel nostro Paese. Nel 2015 riceve il Premio Eccellenze “Città del Leone” della Città di Frosinone. Sui contributi appaiono regolarmente sui siti e sui media di Nasa, Agenzia Spaziale Europea, CNN, Fox News, NBC, CBS, Sky and Telescope e molti altri.

L’asteroide (21795) è stato denominato “Masi” dall’International Astronomical Union in riconoscimento dei suoi meriti scientifici.

Nel 2006 ha avviato il progetto Virtual Telescope, che consiste in una serie di telescopi robotici interamente manovrabili via internet, da qualunque computer al mondo, purché connesso alla rete. Oggi questo progetto è leader assoluto al mondo nella condivisione live dei più importanti fenomeni astronomici, con un riscontro eccezionale da parte del pubblico e dei media internazionali. Nel 2014 il Virtual Telescope entra tra le eccellenze scientifiche italiane dell’Ansa. Ogni anno, il Virtual Telescope offre la visione in diretta del cosmo a circa un milione e mezzo di persone da tutto il mondo.

Il Virtual Telescope è inoltre tra le più prestigiose e produttive realtà scientifiche internazionali, un unicum assoluto sul territorio Italiano, grazie ai molti importanti risultati  nei più svariati ambiti della ricerca astrofisica.

Il Virtual Telescope nasconde tuttavia qualcosa di stupefacente, che sa di miracolo: esso, a dispetto della sua ineguagliata efficienza, produttività e considerazione internazionale – che ne fanno un vero e proprio “caso” – non gode di alcun tipo di finanziamento. Esso esiste in virtù di grandi sacrifici personali, dedizione, professionalità, amore per la scienza e la condivisione della cultura del suo ideatore, Gianluca Masi. Sopravvive grazie al supporto dei pochi che ne supportano le attività scientifiche e pubbliche e a cui va un grazie davvero sentito. Un esempio straordinario di come possa funzionare un progetto che abbia dietro una mente e un cuore ispirati.

Partner tecnologici del Virtual Telescope sono: UnitronItalia Instruments, Software Bisque, Baader Planetarium, Santa Barbara Instrument Group, PlaneWave Instruments.

I due telescopi robotici, parte del Virtual Telescope Project

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