L’immagine mostra la ricomparsa della supernova Refsdal. Il cerchietto in alto indica la posizione in cui la supernova avrebbe dovuto essere nel 1998. Quello più in basso mostra la galassia che grazie all’effetto lente gravitazionale ha permesso di raccogliere quattro volte le immagini della supernova, scoperta del 2014. Il cerchietto nel mezzo indica la posizione in cui la supernova è ricomparsa nel 2015, quando Hubble era pronto a fotografarla. Credits: NASA & ESA and P. Kelly (University of California, Berkeley)
Fino ad oggi le immagini di esplosioni stellari disponibili erano state raccolte solo grazie a puri colpi di fortuna. Ma lo scorso 11 dicembre, per la prima volta e grazie al Telescopio Spaziale Hubble, gli astronomi sono riusciti a raccogliere le immagini dell’esplosione di una supernova proprio quando e dove avevano predetto che essa sarebbe avvenuta.
La supernova, soprannominata Refsdal in onore dell’astronomo norvegese Sjur Refsdal, è stata avvistata nell’ammasso di galassie MACS J1149.5 + 2223. Mentre la luce proveniente dal cluster di galassie ha impiegato circa cinque miliardi di anni per raggiungere la Terra, la supernova è esplosa molto prima, quasi 10 miliardi di anni fa.
La storia di Refsdal inizia nel novembre 2014, quando gli scienziati sono riusciti a raccogliere quattro separate immagini della supernova collocate secondo una rara disposizione, nota come Croce di Einstein intorno a una galassia all’interno del cluster MACS J1149.5 + 2223. Questa illusione ottica cosmica era dovuto alla massa di una singola galassia all’interno del cluster che amplificava la luce della lontana esplosione stellare grazie al fenomeno noto come lente gravitazionale.
Queste immagini multiple della galassia hanno dato un’opportunità davvero rara: poter vedere la galassia ospite della supernova in tempi diversi, in ragione del fatto che essendo la materia all’interno del cluster distribuita in modo non uniforme la luce in uscita catturata da ognuna delle immagini proveniva dalla stessa fonte, ma aveva preso lunghezze d’onda e strade diverse.
É stato quindi utilizzando l’effetto della lente gravitazionale all’interno del cluster e grazie all’osservazione della conformazione a Croce di Einstein nel 2014, che gli astronomi sono stati in grado di fare previsioni precise per la ricomparsa della supernova. I calcoli e le sofisticate tecniche di modellazione utilizzate hanno anche indicato che la supernova apparve una volta in una terza immagine della galassia ospite nel 1998, evento da non osservato dal telescopio.
Per poter osservare la “riapparizione” della supernova in un video animato che evidenzia anche la conformazione a Croce di Einstein clicca qui.
«Abbiamo usato sette diversi modelli del cluster per calcolare quando e dove la supernova sarebbe apparsa nel futuro. È stato uno sforzo enorme per la comunità scientifica raccogliere i dati di input necessari utilizzando Hubble, VLT, MUSE, e Keck per costruire i modelli », spiega Tommaso Treu, autore principale dello studio di confronto fra i modelli, presso l’Università della California. «È da sottolineare come tutti i sette modelli abbiano previsto approssimativamente lo stesso lasso di tempo nel quale sarebbe stato possibile osservare di nuovo la stella esplosa».
Dalla fine di ottobre Hubble periodicamente scrutava MACS J1149.5 + 2223, nella speranza di osservare l’esplosione e provare dunque la correttezza dei modelli. Questo fino all’11 dicembre quando Refsdal finalmente ha fatto la sua ricomparsa.
La rilevazione della ricomparsa di Refsdal è stata un’occasione unica per per testare i modelli sviluppati dagli astronomi, soprattutto di come la materia – in particolare quella oscura – sia distribuita all’interno di questo ammasso di galassie. E chissà quali altri sorprese ci riserverà e quali misteri svelerà Hubble grazie al programma “Frontier Fields”.