Un segnale appena rilevato da una stella in esplosione, denominata SN 2024afav, ha fornito la prima prova osservativa che la teoria della relatività generale di Einstein governa il comportamento di alcune delle supernove più luminose dell’Universo. Il segnale, descritto come un distinto “cinguettio” nella curva di luce della stella, indica che queste esplosioni sono alimentate da stelle di neutroni altamente magnetizzate e in rapida rotazione, le magnetar, i cui ambienti sono deformati dalla gravità estrema.
Il mistero delle supernove superluminose
Le supernove superluminose sono tra gli eventi più energetici del cosmo, superando le tipiche supernove di un fattore 100. A differenza delle supernove standard che seguono uno schema prevedibile di luminosità e sbiadimento, queste esplosioni estreme mostrano “protuberanze” irregolari nelle loro curve di luce. Per anni, gli astrofisici sospettavano che queste esplosioni fossero guidate dalle magnetar, stelle di neutroni appena formate con intensi campi magnetici, ma la fonte degli urti rimaneva sconosciuta.
La teoria prevalente era che l’energia della magnetar rotante venisse trasferita ai detriti in espansione. Tuttavia, ciò non spiega i modelli osservati. La recente osservazione di SN 2024afav, a oltre un miliardo di anni luce di distanza, ha rivelato un segnale periodico in cui il tempo tra i picchi di luminosità diminuisce nel tempo: un cinguettio rivelatore.
Relatività in azione: trascinamento dei fotogrammi e dischi oscillanti
Lo schema del cinguettio, secondo un team guidato da Joseph Farah dell’Osservatorio di Las Cumbres, è una conseguenza diretta della precessione di Lense-Thirring, un fenomeno previsto dalla relatività generale. Questo effetto descrive come gli oggetti massicci e rotanti deformano lo spaziotempo attorno a loro.
La neonata magnetar crea un disco inclinato di materiale che orbita attorno ad essa. A causa dell’estrema gravità e rotazione, il disco non rimane stabile; invece oscilla come una trottola. Questa oscillazione blocca o reindirizza periodicamente l’energia dalla magnetar ai detriti della supernova in espansione, creando gli sbalzi di luminosità osservati. Mentre il disco si muove a spirale verso l’interno, l’effetto di trascinamento del fotogramma si intensifica, provocando un’accelerazione dell’oscillazione e il cinguettio diventa più rapido.
“Questa è la prima volta che è necessaria la relatività generale per descrivere la meccanica di una supernova”, afferma Farah. “Abbiamo testato diverse idee, ma solo la precessione di Lense-Thirring corrispondeva perfettamente ai tempi.”
Implicazioni per la fisica e la ricerca futura
La scoperta conferma che lo spin-down della magnetar alimenta le supernove superluminose e fornisce una spiegazione concreta per le irregolarità precedentemente inspiegabili nelle loro curve di luce. Ancora più importante, dimostra che gli eventi astrofisici estremi offrono un ambiente unico per testare i limiti della relatività generale. L’intensa gravità e la dinamica di queste esplosioni creano condizioni in cui gli effetti relativistici non sono solo teorici ma direttamente osservabili.
Questa scoperta apre nuove strade per lo studio della fisica fondamentale che governa gli eventi più violenti nell’Universo e mette alla prova la nostra comprensione di come si comporta la materia in condizioni estreme. L’osservazione conferma che anche negli eventi cosmici più catastrofici la teoria di Einstein resta un potente strumento per comprendere la realtà.
