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SEEING: Alla ricerca di fenomeni esplosivi nell’Universo locale
di Luca Izzo
Fin dagli albori della civiltà, l’umanità ha considerato il cielo stellato come un’entità immutabile: stelle e galassie incastonate in una sfera celeste, con noi al centro come osservatori. Questa visione statica, limitata alle osservazioni a occhio nudo, è stata progressivamente scardinata dall’identificazione di fenomeni variabili che hanno rivoluzionato il nostro modo di concepire l’universo. Ad esempio, lo studio del moto dei pianeti – definiti “oggetti erranti” – ha portato al modello tolemaico, oggi considerato superato ma sufficientemente preciso per prevedere le posizioni planetarie.
La variabilità del cielo non si limita, però, ai pianeti. Molti fenomeni astronomici presentano variazioni di luminosità nel tempo: stelle a variabilità regolare come le Cefeidi o le RR Lyrae, eventi transienti ricorrenti come le variabili cataclismiche e le novae, e fenomeni distruttivi unici, come le supernovae. I tempi di evoluzione di questi eventi spaziano dai millisecondi delle pulsar e dei lampi gamma brevi, alle settimane o mesi delle novae e supernovae, fino agli anni dei nuclei galattici attivi.
Questa complessità è al centro della time-domain astronomy, una branca dell’astronomia moderna che analizza le variazioni temporali della luminosità degli oggetti celesti, cercando di svelarne le cause fisiche e i legami con altre discipline come la cosmologia. Grazie a progetti di survey su larga scala, che sfruttano telescopi tecnologicamente avanzati, questa disciplina è oggi in grado di rilevare fenomeni prima invisibili, gestendo in tempo reale gli alert generati dagli eventi transienti.
Tra i telescopi dedicati, il Very Large Survey Telescope (VST), situato a Cerro Paranal in Cile, si distingue per la sua tecnologia avanzata. Frutto di un progetto italiano, il VST opera in una delle migliori regioni al mondo per l’osservazione astronomica, accanto a strumenti come il Very Large Telescope (VLT) e il futuro Extremely Large Telescope (ELT) dell’European Southern Observatory (ESO).
PROGETTI DI TDA
Grazie a una camera con un campo visivo di un grado quadrato, il VST partecipa a progetti scientifici di rilievo, come la survey Supernova Diversity And Rate Evolution (SUDARE), che ha identificato oltre 300 supernovae, studiandone le galassie ospiti e il tasso di evoluzione fino a distanze di circa un gigaparsec. Un altro progetto significativo è SEEING (Stellar Explosions and their Evolution In Nearby Galaxies), dedicato allo studio delle esplosioni stellari nelle galassie vicine, come le novae.
Queste esplosioni termonucleari sulle nane bianche possono produrre raggi gamma e, in alcuni casi, litio, un elemento fondamentale per l’evoluzione chimica dell’universo. L’efficacia del VST nel rilevare novae è evidente nel monitoraggio di galassie come Wolf-Lundmark-Melotte, le irregolari Sestante A e B, la spirale NGC 6744 e la peculiare NGC 5128 (Centaurus A). Il progetto SEEING, avviato nel 2023, ha raccolto dati da circa 30 galassie vicine, utilizzando avanzate tecniche di imaging differenziale per individuare individuare eventi transienti.
LA METODOLOGIA E I RISULTATI CON IL VST
La metodologia utilizzata per il progetto SEEING prevede una prima fase di raccolta e immediata riduzione delle immagini, effettuata grazie a codici e algoritmi avanzati sviluppati dal gruppo Transient Neapolitan Team (TNT) dell’Osservatorio di Capodimonte. Successivamente, i candidati alle esplosioni di novae vengono individuati tramite tecniche sofisticate di difference imaging, progettate per rilevare transienti nascosti nel fondo luminoso delle galassie. Un esempio significativo è rappresentato dallo studio dell’evoluzione fotometrica e spettroscopica della nova AT2024aawe, scoperta nella galassia irregolare Sestante B (Figura 2). Questa galassia, con una massa pari a circa 1/50 di quella della Grande Nube di Magellano, presenta un tasso di esplosioni di novae stimato a una ogni vent’anni, contro i 2,5 eventi annuali della Grande Nube di Magellano. Questo rende l’osservazione della nova AT2024aawe particolarmente preziosa. Il vasto campo visivo del VST consente inoltre di identificare transienti astrofisici in galassie più lontane, come le supernovae. In Figura 3 sono presentati due esempi di supernovae scoperte nel campo visivo attorno alla galassia Sestante B.
INDAGINI A LUNGO TERMINE E IMPLICAZIONI FUTURE
La capacità di osservare ripetutamente un ampio campione di galassie vicine nell’arco di tre anni apre nuove opportunità per studiare la variabilità di oggetti estremamente luminosi, come le supergiganti rosse. Questi studi permettono di comprendere meglio il loro ruolo come progenitori di supernovae di tipo core-collapse, esplosioni generate dal collasso del nucleo della stella progenitrice. Alcune supergiganti rosse mostrano, infatti, espulsioni di gas nelle fasi finali della loro evoluzione, e rilevare tali variabilità fornisce indizi fondamentali sui processi che precedono l’esplosione finale. Le immagini ottenute con il VST, grazie alla loro risoluzione e profondità, costituiscono anche un campione unico dal punto di vista estetico. Con l’uso di tre filtri fotometrici differenti, anche gli astrofotografi possono elaborare immagini accattivanti di questi fenomeni. Inoltre, i dati, dopo un’analisi preliminare, saranno resi pubblici, permettendo agli astronomi amatoriali di contribuire con la loro passione all’arricchimento delle osservazioni scientifiche.
IL FUTURO DELLA TIME-DOMAIN ASTRONOMY
Il VST non rappresenta l’unica innovazione nella time-domain astronomy. Nei prossimi mesi entrerà in funzione il telescopio più potente mai impiegato per survey astronomiche: il Vera Rubin Observatory, anch’esso situato in Cile. Questo telescopio, capace di osservare quasi tutto il cielo visibile da Cerro Pachón ogni notte, segna una svolta per la disciplina. Ogni immagine, con esposizioni di soli 30 secondi, raggiungerà una profondità di una magnitudine superiore rispetto a quelle ottenute con il VST in esposizioni di 15 minuti. Inoltre, il Rubin Observatory offre un campo visivo straordinario di circa 10 gradi quadrati, equivalente a 50 volte la dimensione apparente della Luna. Nonostante queste straordinarie capacità, il VST continuerà a svolgere un ruolo fondamentale grazie a progetti complementari, come la copertura intensiva di campi profondi ed extragalattici (drilling fields). Questi campi mirano a svelare i misteri delle esplosioni cosmiche più luminose, contribuendo congiuntamente al progresso dell’astronomia. Grazie agli sforzi combinati di questi strumenti, l’astronomia si prepara a esplorare nuove frontiere nella comprensione dell’universo dinamico e dei suoi corpi celesti variabili.
L’articolo è pubblicato in COELUM 272 VERSIONE CARTACEA
