ABSTRACT

Quando si parla di supernovae, il nostro sguardo si allarga inevitabilmente verso gli angoli più remoti e affascinanti dell’Universo. L’articolo che segue vi guiderà attraverso le scoperte di alcuni degli eventi astronomici più luminosi e significativi mai osservati: le supernovae extragalattiche. In particolare, ci concentreremo su quelle che, grazie alla loro vicinanza e brillantezza, hanno lasciato un segno indelebile nella storia dell’astronomia. Attraverso un viaggio che inizia con la celebre SN1895B, scoperta dalla pioniera dell’astronomia Williamina Fleming, esploreremo come tali fenomeni abbiano contribuito a ridefinire la nostra comprensione delle galassie e del cosmo. Preparatevi dunque ad immergervi nella storia di queste esplosioni stellari, alla scoperta delle meraviglie e dei misteri che esse portano con sé.

SN1895B di Williamina Fleming

L’articolo prosegue cronologicamente l’analisi delle supernovae più luminose e quindi più vicine ed importanti della storia. Dopo la SN1885A scoperta dall’astronomo tedesco Ernst Hartwig nella galassia di Andromeda (prima supernova extragalattica della storia), che abbiamo trattato nella puntata precedente (vedi COELUM 269), ci spostiamo di circa dieci anni più avanti, arrivando alla scoperta della SN1895B ad opera dell’astronoma scozzese, naturalizzata statunitense, Williamina Paton Stevens Fleming il 12 dicembre 1895, analizzando una lastra fotografica del 18 luglio 1895 nella galassia NGC5253.

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L’articolo prosegue cronologicamente l’analisi delle supernovae più luminose e quindi più vicine ed importanti della storia. Dopo la SN1885A scoperta dall’astronomo tedesco Ernst Hartwig nella galassia di Andromeda (prima supernova extragalattica della storia), che abbiamo trattato nella puntata precedente (vedi COELUM 269), ci spostiamo di circa dieci anni più avanti, arrivando alla scoperta della SN1895B ad opera dell’astronoma scozzese, naturalizzata statunitense, Williamina Paton Stevens Fleming il 12 dicembre 1895, analizzando una lastra fotografica del 18 luglio 1895 nella galassia NGC5253. Come vedremo più avanti, la prima immagine di scoperta di questa supernova è però datata 8 luglio 1895, anche se sul web a volte viene riportato il 7 luglio 1895. La galassia che ha ospitato questa luminosa supernova, che nel luglio di quell’anno raggiunse la notevole mag.+8, è una galassia nana irregolare situata subito al di fuori del Gruppo Locale, nella costellazione del Centauro, a “soli” 10 milioni di anni luce di distanza da noi. Prima di addentrarci nel racconto della scoperta, ci sembra giusto spendere due parole per capire chi fu Williamina Fleming.

L’astronoma nacque a Dundee in Scozia il 15 maggio del 1857, all’età di 21 anni emigrò a Boston negli Stati Uniti assieme al marito James Orr Fleming, che purtroppo la abbandonò una volta saputo che era rimasta incinta. Williamina, chiamata dagli amici con il diminutivo di “Mina”, fu perciò costretta a trovare un lavoro per mantenere se stessa e il suo futuro bambino, che chiamò Edward. Il destino volle che trovasse lavoro come cameriera in casa dell’astronomo Edward Charles Pickering, direttore dell’Harvard College Observatory, che ne apprezzò subito la bravura e precisione, tanto da assumerla presso il suo osservatorio con il compito di studiare e catalogare un enorme numero di lastre fotografiche. In pochi anni Williamina e un altro gruppo di donne che lavoravano negli uffici dell’osservatorio, classificarono oltre 10.000 spettri di stelle. Naturalmente, analizzando un così elevato numero di immagini era prevedibile arrivare ad interessanti scoperte.

L’Harvard College Observatory ha realizzato un lavoro incredibile su questa enorme mole di dati, digitalizzando oltre 500.000 lastre fotografiche, brogliacci e note ottenute dal 1885 al 1989. Un lavoro perfetto per noi! Abbiamo perciò contattato l’osservatorio che gentilmente ci ha fornito molte delle informazioni ed immagini di questo articolo, alcune anche inedite.  Dobbiamo ringraziare l’Harvard College Observatory ed in modo particolare Thomas Burns e Lisa Bravata, responsabili della collezione delle lastre fotografiche dell’osservatorio, che ci hanno fornito del materiale veramente prezioso. Veniamo alla famosa scoperta: nell’agosto del 1885 all’Harvard College Observatory entrò in funzione il Bache Doublet Telescope, un rifrattore da 8 pollici (200 mm) che successivamente, nel marzo del 1891, fu trasferito nel distaccamento meridionale del Harvard Observatory, nella stazione di Arequipa in Perù. Al rifrattore veniva applicato un prisma obbiettivo per scomporre la luce delle stelle più luminose e classificarle a livello spettrale.

Dai manoscritti presenti negli archivi dell’osservatorio, l’unico dato che emerge su questo prisma è il numero 50 che forse indicava la dimensione in millimetri del lato del prisma stesso. Il 12 dicembre 1895, analizzando una di queste lastre spettrofotografiche, dove le stelle sono rappresentate da una traccia allungata (lo spettro), precisamente quella dell’8 luglio 1895 denominata B14151 con un’esposizione di 52 minuti, Williamina si accorse di una traccia di una stelle che non era presente in immagini riprese negli anni precedenti. Approfondì la ricerca e si accorse che in una lastra datata 8 luglio 1895 denominata B13965, con un’esposizione di 10 minuti, ottenuta senza il prisma, era presente questa nuova stella con una luminosità intorno alla mag.+8. Erano passati circa cinque mesi, ma questa era la prova inconfutabile che il nuovo transiente era reale. Per sfumare ogni qualsiasi ulteriore dubbio fu puntato nuovamente il telescopio verso NGC5253 e l’oggetto era sempre lì, anche se sceso alla magnitudine +12.

Come spiegato nel precedente articolo sulla SN1885A, alla fine del 1800 non era ancora nota la vera natura delle galassie, considerate per lo più come nebulose della nostra Via Lattea e pertanto anche questo nuovo oggetto fu classificato come una stella variabile, assegnandole la sigla Z Cen. Soltanto nel 1923, grazie all’astronomo statunitense Edwin Hubble, si capì che le galassie non erano nebulose della nostra Via Lattea, ma bensì galassie simili alla nostra, ma situate molto più lontano, a milioni di anni luce di distanza. Alla luce di questa importante scoperta si capì che questi nuovi oggetti erano qualcosa di diverso rispetto alle classiche stelle Novae o stelle Variabili presenti nella nostra galassia. Agli inizi degli anni ’30 gli astronomi Edwin Baade e Fritz Zwicky coniarono il nome “supernova” per distinguerle appunto dalle classiche Novae; alla stella variabile Z Cen scoperta da Williamina Fleming fu perciò assegnata la nuova sigla SN1895B, cioè la seconda supernova scoperta nell’anno 1895. Per onor di cronaca la prima supernova del 1895 fu la SN1895A, scoperta il 16 marzo 1895 dall’astronomo tedesco Maximilian Wolf nella galassia a spirale barrata NGC4424, che raggiunse la mag.+12,5.

Tornando alla SN1895B in NGC5253, grazie ad un lavoro dell’astronomo statunitense Bradley Schaefer, pubblicato su The Astrophisical Journal nel luglio del 1995, è stato possibile risalire al tipo di questa supernova, analizzando principalmente la curva di luce in relazione alla distanza della galassia ospite NGC5253. Si trattava quasi sicuramente di una supernova di tipo Ia che raggiunse il massimo di luminosità nei primi giorni del luglio 1895. Concludiamo con una notizia che forse non tutti sanno: Williamina Fleming oltre alla scoperta di questa importante supernova (la terza supernova extragalattica di tutti i tempi) vanta al suo attivo anche la scoperta di 310 stelle variabili, 10 Novae e 59 Nebulose fra cui spicca la famosissima nebulosa Testa di Cavallo nella costellazione di Orione. Thomas Burns e Lisa Bravata ci hanno fornito anche la lastra di scoperta della nebulosa Testa di Cavallo denominata B02312 ottenuta da Williamina con il Bache Doublet Telescope quando era installato all’Harvard College Observatory in Cambridge, il 6 febbraio 1888 con un’esposizione di 90 minuti. Se confrontiamo le immagini di scoperta della SN1895B in NGC5253 e quella della Nebulosa Testa di Cavallo, con quelle ottenute dall’Hubble Space Telescope, possiamo apprezzare come in poco più di cento anni le tecniche di ottenimento delle immagini del profondo cielo abbiano compiuto dei veri e propri passi da gigante.

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L’articolo è pubblicato in COELUM 270 VERSIONE CARTACEA