Un team di astronomi ha trovato visibili "eco" di tre antiche supernove esaminando la luce antica di secoli riflessa da nuvole di gas interstellare provenienti dalle esplosioni originarie.

Situate presso una vicina galassia nei cieli meridionali, le tre stelle esplose lampeggiarono in brillamenti di breve periodo almeno due secoli or sono, e probabilmente anche prima. La più antica sembrerebbe essere avvenuta più di 600 anni or sono.

Proprio come l´eco di un suono che continua a propagarsi quando le onde sonore rimbalzano su una superficie lontana, e si riflettono fino a raggiungere chi ascolta, un´eco di luce può essere vista quando le onde luminose, viaggiando attraverso lo spazio, si riflettono indietro all´osservatore.

Gli echi luminosi sono stati scoperti paragonando immagini della Grande Nube di Magellano prese ad anni di distanza. Sottraendo precisamente gli elementi comuni in ogni immagine ed analizzando gli oggetti variabili rimasti, il team ha cercato evidenze della materia oscura che potrebbero distorcere la luce delle stelle in modo transitorio, come parte di una survey del cielo di seconda generazione, chiamata SuperMACHO. SuperMACHO si costruisce sulle scoperte del progetto MACHO, che fu iniziato al Laboratorio Nazionale Lawrence Livermore nel 1989.

"La cosa eccitante per me è che la scoperta dell´eco di luce è un caso di serendipità" ha dichiarato l´astronomo di Livermore Kem Cook, coautore dell´articolo apparso nell´edizione del 22 dicembre di Nature. "Stavamo portando avanti esplorazioni su ampia scala, e survey sul dominio del tempo alla ricerca di tracce di materia oscura, e come bonus abbiamo scoperto inaspettatamente cose come queste eco. Le scoperte di serendipità sono elemento chiave di ampie survey e probabilmente diverranno un elemento importante per survey perfino più estese in futuro, nelle quali sarà coinvolto ancora il Laboratorio Lawrence, con il Large Synoptic Survey Telescope."

L´accurato esame delle immagini ha rivelato un piccolo numero di archi concentrici di forma circolare, che si possono agevolmente spiegare come luci che si muovono verso l´esterno nel corso del tempo, sparsi mentre incontrano densi banchi di polvere interstellare. I membri del team quindi hanno disposto vettori perpendicolari alle curve di ciascun sistema di archi (vedi immagine – rappresentazione pittorica dell´apparizione degli echi di luce), e si è verificato che punterebbero indietro verso i siti di tre recenti resti di supernove individuati in precedenza per i loro flussi di raggi-X dall´Osservatorio orbitante Chandra.

"Senza la geometria degli echi di luce, non avremmo modo di sapere a quando risalgano queste supernove" ha dichiarato l´astronomo Armin Rest dell´Osservatorio Astronomico Nazionale Ottico (NOAO), e autore dell´articolo. "Alcuni calcoli matematici relativamente semplici possono aiutarci a rispondere ad uno dei problemi più stringenti per la scienza astronomica – esattamente quanti anni ha l´oggetto che stiamo guardando?"

Questa tecnica può essere applicata alle famose supernove della storia. "Immagina di poter vedere la luce della stessa esplosione vista da Johannes Keplero circa 400 anni or sono, o quella registrata dagli osservatori cinesi nel 1006" ha dichiarato Christopher Stubbs del Centro Harvard-Smithsonian per l´Astrofisica (CfA), co-autore dell´articolo e principale responsabile del progetto SuperMACHO. "Questi echi di luce offrono questa opportunità".

Inizialmente, gli astronomi possono dividere i raggi di luce in uno spettro per indagare a che tipo di supernova appartennero. "Abbiamo il potenziale per determinare la causa della morte di queste stelle, come gli archeologi che portano avanti una scansione tomografica della mummia di Tutankhamun per scoprire in che modo è morto" ha spiegato il co-autore Arti Garg del CfA.

Gli astronomi possono usare gli echi di luce delle supernove per misurare la struttura e la natura dei mezzi interstellari. Polvere e gas tra le stelle, sono invisibili a meno che illuminati da qualche sorgente di luce, come la nebbia di notte fino a che non è illuminata dai fari dell´auto. L´esplosione di una supernova può offrire questa illuminazione, proiettando luce sulle nuvole circostanti nel modo di una luce stroboscopica.

"Vediamo il riflesso come un arco, poiché ci muoviamo all´interno di un´ellisse immaginaria, con la terra che occupa uno dei fuochi dell´ellisse, e l´antica supernova l´altro" ha spiegato Nicholas Suntzeff of NOAO. "Mentre guardiamo verso la supernova, vediamo i riflessi degli echi di luce quando intersecano la superficie esterna dell´ellisse."

Un aspetto inusuale degli archi è che generalmente sembrerebbero muoversi a velocità superiore a quella della luce. Ciò non viola il limite massimo di velocità cosmica, secondo cui nessun oggetto può muoversi più in fretta della luce. "Quel che vedono i nostri telescopi è il movimento del riflesso, non un oggetto fisico" ha dichiarato Suntzeff. "E´anche molto eccitante che le nostre osservazioni confermino le predizioni visionarie di Fritz Zwicky nel 1940, secondo cui la luce da antiche supernova potesse essere vista in echi dell´esplosione".