a cura di Fabio Briganti e Riccardo Mancini
Abstract
La supernova SN1972E, scoperta da Charles Thomas Kowal il 13 maggio 1972 nella galassia nana NGC 5253, rappresenta la terza più luminosa extragalattica mai osservata, con una magnitudine di +7,8. Fu la prima supernova classificata in tempo reale come di tipo Ia, grazie agli spettri ottenuti dagli osservatori di Lick e Asiago. La scoperta di Kowal, allora impegnato con Fritz Zwicky al programma di ricerca sistematica delle supernovae al Palomar Observatory, si inserisce in un contesto storico che vede l’uso delle Ia come “candele standard” cosmologiche. Ulteriori prediscovery datate 6 e 9 maggio 1972 hanno anticipato la data ufficiale di individuazione. L’indagine sugli archivi di Palomar, Asiago, Carter e Bamberga ha permesso di ricostruire la cronologia completa di osservazioni e conferme, restituendo un ritratto dettagliato di uno degli eventi più significativi della storia delle supernovae.
SN1972E in NGC 5253
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Nella nostra rassegna delle supernovae più luminose ed importanti della storia, approdiamo adesso alla SN1972E che rappresenta la terza supernova più luminosa della storia. Fu scoperta il 13 maggio 1972 dall’astronomo americano Charles Thomas Kowal nella galassia nana irregolare NGC 5253 situata subito al di fuori del Gruppo Locale, nella costellazione del Centauro, a meno di 10 milioni di anni luce di distanza da noi. Scoperta da William Herschel nel 1787, fa parte del gruppo di galassie fra cui troneggia M83 situata a meno di 2° più a Nord. Charles Thomas Kowal nacque a Baffalo nello stato di New York l’8 novembre 1940 da una famiglia di umili origini. Suo padre Charles Joseph era un fabbro e sua madre Rose Kowal una fornaia. Si diplomò alla East High School di Buffalo nel 1957. Successivamente si trasferì a Los Angeles per studiare all’Università della California del Sud e, mentre lavorava part-time come assistente notturno presso gli osservatori di Monte Wilson e Monte Palomar, si laureò in Astronomia nel 1963.
Proprio grazie a quell’incarico notturno fu notato e assunto direttamente da Fritz Zwicky, che lo volle al suo fianco nelle osservazioni condotte con il telescopio Schmidt Oschin da 48 pollici (120 cm) al Monte Palomar, nell’ambito della realizzazione del suo celebre catalogo di galassie e ammassi di galassie.
Fritz Zwicky fu tra i primi a sostenere l’utilizzo delle supernovae di tipo Ia come indicatori di distanza extragalattica — le cosiddette candele standard. Per questo, nel 1959 avviò una ricerca sistematica di supernovae utilizzando le lastre fotografiche ottenute con il telescopio Schmidt Oschin. Nell’ambito di questo programma, tra i più attivi ricercatori figurava Charles Kowal, che contribuì in modo significativo all’indagine. Ogni campo celeste veniva ripreso su due lastre distinte, successivamente confrontate con un comparatore a intermittenza per individuare le variazioni luminose caratteristiche delle supernovae. Il programma di ricerca si concluse nel dicembre 1975 con ben 178 supernovae scoperte, di cui 81 a carico di Kowal, che così divenne uno dei più grandi scopritori di supernovae della storia. Charles Thomas Kowal vanta nel suo palmarès anche numerose comete ed asteroidi, oltre a due lune di Giove: Leda (1974) e Temisto (1975).
Kowal non ottenne risultati significativi solo attraverso l’osservazione diretta al telescopio, ma si distinse anche per una clamorosa intuizione derivata da un’attenta analisi dei testi letterari. Il numero di marzo 1979 della rivista Sky and Telescope conteneva un articolo di Steven Albers che elencava le occultazioni reciproche di pianeti dal 1557 al 2230, tra cui un’occultazione di Nettuno da parte di Giove nel gennaio del 1613. Kowal si rese subito conto che Galileo stava osservando Giove in quel periodo e avrebbe potuto aver visto Nettuno. Con l’aiuto dei bibliotecari dell’Hale Observatories, trovò le riproduzioni dei quaderni di Galileo con disegni di Giove e dei suoi satelliti datati 28 dicembre 1612 e una “stella” che non figurava nel catalogo dell’Osservatorio Astrofisico Smithsonian. Inoltre, Galileo notò che questa “stella” si era spostata leggermente nell’arco di diverse notti. Galileo aveva perciò visto Nettuno oltre 200 anni prima della sua scoperta ufficiale nel 1846. Tutto questo grazie all’intuizione ed alle meticolose ricerche effettuate proprio da Kowal.
Una curiosità: durante un viaggio in Italia nel 1968 Kowal conobbe Maria Antonietta Ruffino che nell’ottobre di quell’anno, sempre in Italia, diventò sua moglie. L’anno successivo a Los Angeles nacque la loro figlia Loretta (Lory). Il 17 ottobre 1974 Koval scoprì l’asteroide 1939 Loretta a cui diede, appunto, il nome di sua figlia. Non è da tutti avere un padre che all’età di cinque anni ti regala un asteroide! Nel 1985 si trasferì a Baltimora per lavorare ai programmi dell’Hubble Space Telescope che lo tennero occupato fino al lancio nel 1990. Nel 1996 entrò a far parte del team responsabile della missione NEAR Shoemaker, la sonda che orbitò attorno all’asteroide 433 Eros e vi atterrò con successo. Si ritirò a vita privata nel giugno del 2006 e morì il 28 novembre 2011 all’età di 71 anni in una piccola località rurale chiamata Cinebar nello stato di Washington.
Ma andiamo subito al racconto del ritrovamento che ci ha riservato alcune sorprese interessanti. La nostra indagine è partita dalla circolare IAUC n. 2405, relativa all’annuncio originale, e desideriamo esprimere il nostro apprezzamento a Daniel Green, responsabile delle storiche circolari IAUC, per la disponibilità con cui ci ha sempre fornito i documenti utilizzati nei vari articoli già pubblicati. Nella circolare n. 2405 del 18 maggio 1972 C.T. Koval comunica la scoperta in data 13 maggio 1972 di una supernova di mag. +8,5 posizionata 56″ Ovest e 85″ Sud dal centro della galassia NGC5253. La presenza dell’oggetto fu confermata da una seconda immagine ottenuta il 15 maggio. Tuttavia, nella circolare non viene specificato quale strumento fu utilizzato per l’individuazione iniziale. Sappiamo che Kowal operava sia al Monte Wilson che al Monte Palomar, sebbene fosse attivo principalmente presso quest’ultimo. Per chiarire il dettaglio, ci siamo rivolti — come già in passato — a Jean Muller, l’astronoma con il maggior numero di supernovae individuate (ben 107), che ci ha raccontato di aver lavorato per quattro mesi con Kowal al telescopio Schmidt da 48 pollici del Monte Palomar nel 1985, apprendendo da lui preziose tecniche osservative e pratiche professionali.
Sulla base di questi elementi, è altamente probabile che la scoperta sia stata effettuata con il telescopio Schmidt da 18 pollici del Monte Palomar. Nel registro (Book) di questo strumento risultano annotate infatti due osservazioni centrate su NGC5236 – M83, entrambe realizzate da Kowal: quella del 13 maggio, relativa all’individuazione, e quella del 15 maggio, che confermò la presenza dell’oggetto. Il soggetto principale della ripresa era M83, ma poiché NGC5253 si trova a meno di 2° a Sud entrava ben visibile nella stessa lastra. Jean Muller ci ha comunicato che purtroppo queste lastre non sono state digitalizzate e quindi, anche se contenute nell’archivio del Palomar, non sono visionabili a distanza. I primi a riprendere lo spettro di conferma in data 18 maggio 1972, come riportato nella Circolare IAUC n. 2407 del 23 maggio 1972, furono gli astronomi americani del Lick Observatory sul Monte Hamilton in California utilizzando lo storico C. Donald Shane Telescope da 3 metri di diametro. La SN1972E era una classica supernova di tipo Ia: nel suo spettro era infatti ben evidente la linea di assorbimento del Silicio II intorno ai 6150 Å mentre mancava la linea dell’Idrogeno, che invece è presente nelle supernovae di tipo II.
La SN1972E, oltre ad essere la terza supernova extragalattica più luminosa della storia, raggiungendo come vedremo fra poco la notevole mag. +7,8, vanta un altro primato: essendo la prima supernova classificata in tempo reale. Le precedenti supernovae avevano ricevuto una classificazione, ma questa veniva realizzata a posteriori, analizzando gli spettri ottenuti e verificando l’andamento della curva di luce. In questo caso per la prima volta la classificazione fu immediata. Proseguendo nella nostra indagine, siamo giunti alla circolare IAUC n. 2411, datata 1° giugno 1972, con la quale gli astronomi italiani Roberto Barbon e Franco Ciatti, dell’Osservatorio di Asiago, annunciavano di aver ottenuto lo spettro della supernova in NGC5253 il 24 maggio, utilizzando il telescopio Galileo da 122 cm. Nella comunicazione, Barbon e Ciatti confermavano la classificazione proposta dagli astronomi americani, ma aggiungevano un’informazione significativa emersa dall’analisi dello spettro: la supernova era stata individuata dopo il massimo di luminosità, che si era verificato intorno al 4 maggio, quindi nove giorni prima della scoperta ufficiale.
Considerato che da Asiago era stato ottenuto lo spettro, era lecito ipotizzare l’esistenza di qualche immagine fotografica nei loro archivi. Abbiamo quindi avviato una ricerca sistematica consultando i registri (book) dei tre strumenti operativi presso l’osservatorio nel 1972, dove sono annotate tutte le riprese effettuate ogni notte. Né il telescopio Galileo né lo Schmidt Piccolo riportavano immagini utili, ma fortunatamente nel registro dello Schmidt Grande risultavano alcune lastre relative alla galassia NGC5253.
Abbiamo perciò contattato per l’ennesima volta l’astrofisica Lina Tomasella, che anche questa volta ci è stata di grande aiuto, ritrovando negli archivi dell’Osservatorio di Asiago sia lo spettro del 24 maggio, che un’immagine ottenuta con lo Schmidt Grande in data 4 giugno 1972. Anche per questa importante supernova, come già capitato nelle precedenti indagini per altri oggetti, si manifestava evidente un’incongruenza sulla data di scoperta. La circolare IAUC n. 2405 assegnava l’individuazione a Kowal nel 13 maggio 1972, ma nella lista del CBAT (Central Bureau for Astronomical Telegrams), dove sono annotate tutte le supernovae extragalattiche dal 1885 fino al 2015 (dal 2016 è entrato in funzione l’attuale TNS – Transient Name Server), alla SN1972E è assegnata la data del 6 maggio 1972. A cosa può essere dovuta la differenza di sette giorni?
La spiegazione è arrivata grazie alla circolare IAUC n. 2421 del 6 giugno 1972, nella quale il dott. W.J.H. Fisher, direttore del Carter Observatory a Wellington in Nuova Zelanda, comunicava due prediscovery ottenute appunto il 6 e il 9 maggio 1972, riportando anche una stima accurata della magnitudine: +7,88 nella lastra del 6 maggio e +8,13 in quella del 9 maggio. Prendendo per buono il massimo di luminosità al 4 maggio, come calcolato da Barbon e Ciatti con lo spettro di Asiago e analizzando la curva di luce, possiamo calcolare il massimo di luminosità pari alla notevole mag. +7,8. Soltanto due supernovae extragalattiche sono state più luminose della SN1972E e ci riferiamo alla SN1885A in M31 (vedi Coelum 272), con cui abbiamo iniziato questa rassegna, e alla famosa SN1987A nella Grande Nube di Magellano, di cui parleremo in un prossimo articolo.
Fiduciosi, abbiamo quindi contattato il Carter Observatory a Wellington in Nuova Zelanda con la speranza di entrare in possesso di queste due preziose prediscovery. A darci un prezioso contributo è stata Corrina Gordon, una delle responsabili dell’archivio dell’osservatorio, che è riuscita a individuare quattro lastre fotografiche datate 22, 26, 31 maggio e 18 giugno 1972, realizzate con il telescopio Cassegrain da 41 cm. Sebbene queste immagini non siano ancora state digitalizzate e dunque non direttamente consultabili, i responsabili dell’archivio, con grande disponibilità, hanno posizionato le lastre su una lampada opalina e le hanno fotografate con il cellulare per permettercene la visione. La qualità non è ottimale, ma la supernova e la galassia che la ospita sono ben visibili.
Nel loro archivio, però, non risultava alcuna traccia delle due immagini di prediscovery datate 6 e 9 maggio 1972, un’assenza piuttosto insolita. Rileggendo attentamente la circolare IAUC n. 2421, abbiamo notato un dettaglio significativo: il direttore del Carter Observatory menziona una stima di magnitudine effettuata da D. Austin, del Mount John University Observatory, basata su lastre ottenute da M. Clack presso l’osservatorio di Bamberga. Un’informazione anomala, poiché l’osservatorio di Bamberga si trova in Germania, a una latitudine di circa +50° Nord, mentre la galassia NGC5253 è situata nell’emisfero australe, a una declinazione di -31°. Da Bamberga, dunque, NGC5253 culmina a soli 9° sopra l’orizzonte sud: un’altezza estremamente bassa per ottenere immagini utili. Come era stato possibile, allora, acquisire due fotografie di un oggetto così basso sull’orizzonte?
Avevamo già contattato l’osservatorio di Bamberga in occasione del primo articolo sulla SN1985A e perciò abbiamo scritto nuovamente al prof. Joern Wilms, purtroppo momentaneamente non disponibile, e sostituito egregiamente da due suoi colleghi, Ulrich Heber e Harry Enke, i quali, con estrema disponibilità, hanno sciolto ogni nostro dubbio oltre a ritrovare le due preziose immagini che poi si sono rivelate in realtà essere tre. Con alcune mail ci hanno spiegato che dal 1960 fino ai primi anni del 1970 l’osservatorio di Bamberga aveva tre stazioni astronomiche posizionate nell’emisfero meridionale e precisamente in Sudafrica, in Argentina ed appunto Mount John in Nuova Zelanda. L’osservatorio di Bamberga dispone di un archivio digitalizzato di circa 20.000 immagini, e fra queste circa 5.000 provengono dall’Osservatorio Mount John.
Le tre immagini che ci hanno inviato sono quelle di prediscovery ottenute da M. Clack con un piccolo Astrografo Zeiss Tessar 10 cm f/6 su emulsione Gevaert 67A50 e un’esposizione di 60 minuti. La fortuna questa volta è stata dalla nostra parte, permettendoci di ritrovare molte immagini di questa importante supernova, ripescate negli archivi di vari osservatori sparsi per il mondo. Però l’immagine più bella in assoluto, che circola da tempo sul web, è sicuramente quella ottenuta dallo stesso Kowal la notte del 16 maggio 1972 con il famoso telescopio Schmidt Samuel Oschin da 48 pollici (120 cm) al Monte Palomar Observatory.
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L’articolo è pubblicato in COELUM 275 VERSIONE CARTACEA
