LE SUPERNOVAE EXTRAGALATTICHE PIU’ LUMINOSE ED IMPORTANTI DELLA STORIA (pt.1): SN1885A IN M31

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DOPO LA RASSEGNA DELLE SUPERNOVA ITALIANE NELLE GALASSIE MESSIER, CON LA QUALE
ABBIAMO RIPERCORSO LA STORIA DELLE DIECI PIÙ IMPORTANTI SCOPERTE E CHE CI HA
PERMESSO DI AMMIRARE ANCHE IMMAGINI INEDITE E ACCEDERE AD INFORMAZIONI CHE
NON AVREMMO MAI PENSATO DI POTER OTTENERE, RITENIAMO CONCLUSO QUESTO PERCORSO
E CI SEMBRA OPPORTUNO APRIRE UNA NUOVA SEQUENZA CON “LE SUPERNOVAE
EXTRAGALATTICHE PIÙ LUMINOSE ED IMPORTANTI DELLA STORIA”.

ABSTRACT

Hai mai sentito parlare di una stella che ha cambiato per sempre la nostra comprensione dell’Universo? Nel 1885, un misterioso lampo di luce esplose nella galassia di Andromeda, visibile ad occhio nudo e destinato a lasciare un segno indelebile nella storia dell’astronomia. La scoperta della supernova SN1885A, inizialmente fraintesa e quasi dimenticata, ha rivoluzionato il modo in cui vediamo le galassie e l’intero cosmo. Ma cosa succederebbe se oggi esplodesse una supernova simile? E perché, dopo quasi 140 anni, gli astronomi stanno ancora cercando tracce di questo evento epocale? Scopri i segreti e le incredibili coincidenze che hanno portato a riscrivere i libri di scienza, e lasciati affascinare dalla storia di una scoperta che ha cambiato tutto.

SN1885A IN M31

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Dopo la rassegna delle supernova italiane nelle galassie Messier, con la quale abbiamo ripercorso la storia delle dieci più importanti scoperte e che ci ha permesso di ammirare anche immagini inedite e accedere ad informazioni che non avremmo mai pensato di poter ottenere, riteniamo concluso questo percorso e ci sembra opportuno aprire una nuova sequenza con “Le supernovae extragalattiche più luminose ed importanti della storia”.

Primo piano dell’astronomo tedesco Carl Ernst Albrecht Hartwig.
Primo piano dell’astronomo tedesco Carl Ernst Albrecht Hartwig.

Nel nuovo progetto passeremo in rassegna circa una quindicina supernovae, che hanno lasciato un segno indelebile nella storia della ricerca di supernovae extragalattiche e in questa ottica ci sembra doveroso iniziare con la prima supernova extragalattica della storia e cioè la SN1885A, scoperta ufficialmente il 20 agosto 1885 dall’astronomo tedesco Ernst Hartwig nella bella e famosa galassia di Andromeda M31. In realtà il primo a osservare la “nuova stella” fu l’astronomo francese Ludovic Gully nella notte del 17 agosto, il quale però non dette importanza all’osservazione confondendola con un difetto causato dalla luce della Luna. Ernst Hartwig invece comunicò ufficialmente la scoperta con un telegramma datato 31 agosto 1885. Alla fine del 1800 non era ancora nota la vera natura delle galassie, considerate come nebulose della nostra Via Lattea, quindi di fatto molto più vicine in termini di distanze. L’oggetto fu perciò classificato come una stella variabile, assegnandole la sigla S And, cioè la seconda stella variabile scoperta nella costellazione di Andromeda. Solo agli inizi del 1900 e più precisamente nell’ottobre 1923 grazie all’intuizione dell’astronomo statunitense Edwin Hubble si capì che la galassia di Andromeda M31 era situata al di fuori della Via Lattea ad una distanza molto più elevata. Hubble scoprì infatti una variabile cefeide analizzando delle lastre fotografiche della galassia di Andromeda M31 riprese con il telescopio di 2,54 metri dell’Osservatorio di Monte Wilson. Le variabili cefeidi sono indicatori precisi di distanze e la cefeide scoperta in M31, come altre scoperte successivamente, risultavano molto più deboli rispetto a quelle presenti nella Via Lattea, quindi dovevano perciò essere situate ad una distanza maggiore (candele standard). Hubble calcolò la nuova lontananza in circa un milione di anni luce, anche se in realtà M31 si trova a circa 2,5 milioni di anni luce, ma l’importante era definire che quella “nebulosa a spirale” si trovava in ogni caso fuori della nostra galassia.

M31_Isaac Roberts_18881229
Una delle primissime immagini fotografiche della galassia di Andromeda M31 realizzata il 29 dicembre 1888 dall’astronomo inglese Isaac Roberts utilizzando un telescopio Newton da 500mm F.5 con un rifrattore da 175mm montato in parallelo come telescopio di guida. Esposizione di 4 ore.

Fino al 1923, anno dell’intervento di Hubble, le “supernovae” classificate erano state 19 benchè confuse con altri oggetti, ma la nuova scoperta portò ad una nuova interpretazione del fenomeno non più equiparabile alle più note stelle Novae o stelle variabili presenti nella nostra galassia. Pochi anni più tardi, agli inizi degli anni ’30 gli astronomi Edwin Baade e Fritz Zwicky coniarono il nome “supernova” per distinguere la nuova categoria dalle classiche Novae e come diretta conseguenza  la scoperta di Hartwig fu perciò ribattezzata con SN1885A, cioè la prima supernova del 1885.

M31_cefeide_Hubble
Lastra fotografica della galassia di Andromeda M31 ripresa da Edwin Hubble nella notte fra il 5 e il 6 ottobre 1923 con il telescopio di 2,54 metri dell’Osservatorio di Monte Wilson. Sono segnate tre “N” che rappresentano tre Novae. Quando Hubble andò a comparare questa immagine con alcune immagini di Novae ottenute in anni precedenti, notò che una di queste tre Novae, aumentava e diminuiva la sua luminosità ad intervalli regolari di circa 31 giorni. Aveva scoperto la prima Cefeide della galassia di Andromeda. Cancellò perciò la “N” e la sostituì con la dicitura “VAR” variabile. Da quella notte iniziò l’era Extragalattica, che cambiò radicalmente le nostre conoscenze sull’Universo e M31 divenne una Galassia e non più una Nebulosa della Via lattea.

Durante la rassegna di “Le supernovae italiane nelle galassie Messier” abbiamo avuto la fortuna di ritrovare immagini inedite come ad esempio quelle relative alle quattro supernovae scoperte da Leonida Rosino, ripescate dopo 50/60 anni negli archivi dell’Osservatorio di Asiago (vedi Coelum Astronomia n°254). Ci siamo perciò chiesti: perché non provare ad entrare in possesso di qualche lastra o disegno o manoscritto relativo a questa prima ed importantissima supernova extragalattica? Certo sono passati quasi 140 anni e l’impresa non si presentava semplice.

M31 con posizione SN1885A
Immagine della galassia di Andromeda M31 ripresa da Riccardo Mancini con un rifrattore APO da 72mm F.6 e 5 ore di posa. Sull’immagine abbiamo segnato la posizione dove esplose la SN1885A.

Abbiamo iniziato la ricerca contattando direttamente il Tartu Observatory in Estonia lo stesso osservatorio da cui Ernst Hartwig scoprì la SN1885A. Sapevamo già che sarebbe stato impossibile ritrovare una lastra fotografica perché la prima immagine fotografica della galassia di Andromeda risale al 1888 (tre anni dopo la scoperta) ed è un lavoro dell’astronomo inglese Isaac Roberts dal suo osservatorio nel Sussex, utilizzando un telescopio da 500mm F.5 con un rifrattore da 175mm montato in parallelo come telescopio di guida, la lunga esposizione di quell’immagine (4 ore di posa) permise di mostrare per la prima volta la struttura a spirale della galassia. La prima risposta alla nostra mail è arrivata da Merili Jauk, assistente all’osservatorio Tartu, che si è reso disponibile a compiere una ricerca sia nell’archivio dell’osservatorio, che in quello del museo dell’università di Tartu. Dopo qualche giorni abbiamo ricevuto anche un contatto dal direttore dell’osservatorio Antti Tamm, il quale ci informava che la scoperta della SN1885A rappresenta si un importante evento nella storia dell’osservatorio, ma purtroppo dopo un’accurata ricerca negli archivi non avevano trovato nessun disegno e nessun diario della scoperta. Tuttavia per fortuna ci diede anche un altro spunto: nel 1886 l’anno seguente la scoperta, Hartwig si trasferì in Germania per assumere la carica di direttore dell’osservatorio di Bamberga e forse il prezioso materiale era stato trasferito lì. Non era il caso di perdersi d’animo così ci siamo rivolti all’Osservatorio di Bamberga, chiedendo la cortesia di effettuare una ricerca anche nei loro archivi. Con piacevole sorpresa ci sembra doveroso sottolineare come anche in questa occasione la collaborazione non sia venuta meno ed infatti nel giro di poco abbiamo ricevuto una rapida risposta da Joern Wilms, professore di astronomia e astrofisica dell’Università di Norimberga, chiamato in causa da Katrin Berger membro dello staff dell’Osservatorio di Bamberga.

Fotomontaggio M31+stella
Fotomontaggio realizzato utilizzando un’immagine della galassia di Andromeda M31 ripresa da Riccardo Mancini con un rifrattore APO da 72mm F.6 e 5 ore di posa, a cui è stata sovrapposta un’immagine della stella Pleione nelle Pleiadi di mag.+5, collocata nella posizione in cui esplose la SN1885A per dare un’idea di cosa potremmo vedere oggi se esplodesse in M31 una supernova di tipo Ia.

Joern Wilms ci ha spiegato che nei loro archivi è presente solo un lungo trattato in lingua tedesca sulle stelle variabili realizzato nel 1915 da vari astronomi fra cui Ernst Hartwig. All’interno di questo trattato Ernst Hartwig riporta un dettagliato resoconto della scoperta della SN1885A. Nel 2015 Joern Wilms ed altri professori dell’Università di Norimberga hanno tradotto il documento dal tedesco all’inglese. Non ci sembra opportuno pubblicare il testo per intero così come ricevuto da professore, che riporta a sinistra l’originale in lingua tedesca e a destra la traduzione in lingua inglese. Riassumiamo però alcuni passaggi salienti inerenti alla notte della scoperta. “In occasione della visita del professore di filosofia Dr. G. Teichmuller e della professoressa Bottecher all’osservatorio in Dorpat, nella notte del 20 agosto 1885, Ernest Hartwig puntò il grande rifrattore dell’osservatorio da 23cm di diametro verso la galassia di Andromeda e con grande stupore esclamò: c’è un Sole di colore arancio vicino al centro bianco della nebulosa! Il Dr. Teichmuller che aveva osservato la galassia con Hartwig nove giorni prima, disse immediatamente che quella stella non era presente nella loro precedente osservazione. Il nuovo oggetto aveva una luminosità intorno alla mag.+6. Venne presa subito in considerazione l’idea di comunicare la scoperta con un telegramma a Kiel, ma le nuvole arrivarono velocemente coprendo tutto il cielo e il maltempo durò purtroppo per sette giorni consecutivi impedendo ulteriori osservazioni. Nonostante le insistenze di Hartwig il direttore dell’osservatorio non acconsenti all’invio fino al 27 agosto quando il cielo tornò sereno e Hartwig ed il suo direttore puntarono nuovamente il rifrattore sulla galassia e con grande stupore e soddisfazione videro che la stella era sempre nella solita posizione anche se leggermente calata di luminosità alla mag.+7. Fu preparato perciò il testo del telegramma di scoperta che fu inoltrato il 31 agosto dall’ufficio telegrafico della stazione ferroviaria. Alle 2 del mattino del giorno seguente l’Osservatorio di Dorpat ricevette da Kiel il telegramma che ufficializzava la scoperta a favore di Ernest Hartwig.”

M31_Ferrando
Bellissima immagine della galassia di Andromeda M31 realizzata dall’astrofilo spagnolo Rafael Ferrando.

La supernova raggiunse il massimo di luminosità intorno al 19 agosto alla mag.+5,8 osservabile perciò ad occhio nudo per poi declinare rapidamente. Dall’analisi della curva di luce è stato ipotizzato che si trattasse di una supernova di tipo Ia peculiare a causa dell’inusuale rapida salita e discesa dal massimo di luminosità, oltre a mostrare un picco leggermente al di sotto del normale per circa mezza magnitudine e con un colore stranamente rossastro intorno al massimo di luminosità

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L’articolo è pubblicato in COELUM 269 VERSIONE CARTACEA