La supernova del 1181 ha lasciato nodi di gas 10 volte più larghi dell’orbita di Nettuno

Le strisce luminose che si irradiano da Pa 30 come un fuoco d’artificio congelato non sono affatto strisce. Nuove immagini del telescopio Gemini North, alle Hawaii, mostrano che ciascun filamento è una catena di nodi di gas infilati come perle e che ogni nodo è abbastanza ampio da contenere per circa dieci volte le orbite di tutti e otto i pianeti.

È importante perché Pa 30 è l’unico luogo della nostra galassia in cui gli astronomi possono studiare i detriti di un raro tipo di esplosione stellare parzialmente fallita, con il residuo sopravvissuto ancora al suo interno. I nodi offrono il primo sguardo ravvicinato su come quei detriti si siano frammentati, e la posizione della stella indica che l’esplosione fu molto più uniforme della maggior parte delle supernove.

Pa 30 è il probabile residuo di una «stella ospite» che astronomi della Cina e del Giappone medievali, insieme a fonti arabe, osservarono brillare nella costellazione di Cassiopea. Oggi la nebulosa ricorda il capolino di un dente di leone: una sfera di filamenti radiali attorno a una stella centrale estremamente calda. Le nuove osservazioni, guidate da Tim Cunningham del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian e da Ilaria Caiazzo dell’Institute of Science and Technology Austria (ISTA), rivelano all’incirca dieci volte più filamenti rispetto a qualsiasi immagine precedente.

«La regione planetaria del nostro Sistema solare potrebbe entrare in ciascun nodo circa dieci volte, e avanzerebbe spazio», ha dichiarato Caiazzo. «I nodi sono sorprendentemente uniformi. Siamo entusiasti di provare a modellarli».

Come Gemini North ha isolato i nodi dalla luce stellare

Il team ha utilizzato il Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) di Gemini North, situato a oltre 4.200 metri di quota sul Maunakea. Invece di raccogliere tutta la luce visibile, ha impiegato filtri a banda stretta che lasciano passare soltanto il bagliore di atomi specifici: lo zolfo ionizzato, che risplende in rosso, e l’ossigeno doppiamente ionizzato, che emette luce blu-verde. Escludere tutto il resto fa risaltare il gas tenue sul fitto campo stellare alle sue spalle.

Nella luce dello zolfo, il numero di filamenti rilevati è aumentato di circa un ordine di grandezza rispetto agli studi precedenti. Osservati da vicino, quei filamenti non erano linee lisce, bensì cascate di nodi o addensamenti. Le immagini dell’ossigeno hanno fornito un secondo risultato: la prima conferma che il bagliore diffuso dell’ossigeno osservato in precedenza proviene dagli stessi filamenti dello zolfo, e non da una nube separata.

Misurare i nodi ha significato lavorare al limite di ciò che l’atmosfera consente. La larghezza mediana di un filamento di zolfo è risultata pari a 0,7 secondi d’arco, solo leggermente superiore alla sfocatura di 0,5 secondi d’arco prodotta dall’aria sopra il telescopio quella notte. Questo piccolo eccesso indica che i filamenti sono parzialmente risolti e implica un diametro tipico dei nodi di circa 10^16 centimetri, ossia approssimativamente 100 miliardi di chilometri.

Pa 30 in numeri tangibili

L’orbita di Nettuno misura circa 9 miliardi di chilometri di diametro, quindi un singolo nodo in Pa 30 ne abbraccia più di dieci affiancate. Equivale a circa 670 volte la distanza tra la Terra e il Sole, e la nebulosa è attraversata da catene di questi nodi.

Pa 30 si trova a circa 7.500 anni luce dalla Terra. Può sembrare remoto, ma è molto più vicino del centro della Via Lattea, distante circa 26.000 anni luce, ed è proprio questa vicinanza a rendere visibili i nodi. «Possiamo osservare un simile livello di dettaglio grazie alla vicinanza di Pa 30 alla Terra», ha detto Caiazzo.

La stella al centro della nebulosa, catalogata come IRAS 00500+6713, arde a circa 200.000 gradi Celsius, oltre 30 volte più calda della superficie del Sole. Genera un vento di circa 16.000 chilometri al secondo, più del 5 per cento della velocità della luce. La supernova che l’ha prodotta è una delle sole cinque della Via Lattea osservate dalla Terra prima dell’invenzione del telescopio.

La stella che non ha ricevuto alcun calcio

La maggior parte delle supernove distrugge la propria stella o lascia dietro di sé un residuo compatto. Pa 30 appartiene a una classe più rara, chiamata Tipo Iax: esplosioni termonucleari a energia inferiore e incomplete che lasciano un sopravvissuto malconcio, soprannominato «stella zombie». I ricercatori hanno proposto che questa sia iniziata con la collisione fra due nane bianche, i densi resti delle dimensioni della Terra di stelle che hanno esaurito il proprio combustibile. Pa 30 è l’unico residuo di Tipo Iax conosciuto nella Via Lattea. Esistono alcuni oggetti simili in altre galassie, ma questo è l’unico in cui i telescopi possano vedere il sopravvissuto.

Nelle esplosioni asimmetriche, la stella sopravvissuta riceve un «calcio» che la fa allontanare dal centro dei propri detriti. Le immagini di Gemini collocano il centro della nebulosa esattamente dove si trova la stella. Il team ha fissato un limite superiore di circa 100 chilometri al secondo per qualsiasi calcio laterale, minimo rispetto al vento della stella stessa.

«Le esplosioni conservano la quantità di moto. Se l’esplosione fosse stata perfettamente simmetrica, anche gli ejecta dovrebbero essere simmetrici e la stella sopravvissuta non dovrebbe ricevere un calcio sostanziale», ha affermato Caiazzo. «Praticamente non vediamo affatto la stella allontanarsi».

Ciò che i nodi non chiariscono

Le immagini mostrano i nodi, ma non ciò che li ha creati. I ricercatori suggeriscono che variazioni di temperatura o densità nel gas attorno alla stella possano aver spezzato i detriti in uscita in addensamenti, ma nessun modello ha ancora riprodotto catene tanto regolari. La descrizione della stessa Caiazzo, sorprendentemente uniformi e in attesa di essere modellati, è una questione aperta più che una risposta.

Anche la misura delle dimensioni si basa su un margine ridotto. I filamenti sono solo leggermente più larghi della sfocatura atmosferica, quindi il diametro dei nodi è un’inferenza ottenuta da profili parzialmente risolti, non una misurazione netta dei singoli nodi. Le immagini dell’ossigeno sono state riprese in condizioni peggiori, con larghezze di circa 1 secondo d’arco che coincidono con la sfocatura stessa.

Il limite sul calcio si applica soltanto al movimento attraverso il cielo. Le immagini non possono misurare il moto verso di noi o in direzione opposta e uno studio precedente dello stesso gruppo, condotto con il Keck Cosmic Web Imager, ha rilevato più detriti da un lato che dall’altro lungo la nostra linea di vista, un dato che secondo i ricercatori potrebbe suggerire un’esplosione asimmetrica. Riconciliare questo aspetto con una stella che si è appena spostata lateralmente fa parte del lavoro ancora incompiuto. Persino il legame con la supernova storica si fonda su età, posizione e luminosità compatibili, non su una firma diretta.

Dalla stella ospite a Pa 30

Secondo NOIRLab, otto testi distinti documentano l’evento. Gli osservatori notarono per la prima volta la nuova stella tra il 4 e il 6 agosto 1181, e questa restò visibile in Cassiopea per 185 giorni. Per decenni gli astronomi la associarono a un residuo chiamato 3C 58, ma l’età stimata di quell’oggetto non è mai risultata davvero compatibile.

Pa 30 stesso è emerso soltanto nel 2013, quando l’astronomo amatoriale Dana Patchick lo individuò nei dati infrarossi del Wide-field Infrared Survey Explorer della NASA, durante una ricerca di citizen science sulle nebulose planetarie. Era la trentesima nebulosa da lui scoperta. Nel 2021 un team guidato da Andreas Ritter ha misurato un’onda d’urto in movimento a circa 1.100 chilometri al secondo e un’età di espansione di approssimativamente 1.000 anni, con una posizione in cielo entro 3,5 gradi dalle segnalazioni cinesi e giapponesi. Nel 2024, Cunningham e Caiazzo hanno utilizzato il Keck Cosmic Web Imager per dimostrare che i detriti si stanno espandendo verso l’esterno quasi liberamente, definendolo una forte conferma del fatto che la nebulosa deriva dall’evento del 1181.

«Le testimonianze storiche affidabili di esplosioni stellari risalgono indietro solo di circa mille anni. Per quanto ne sappiamo, potrebbero benissimo esserci residui simili ancora nascosti nel buio della nostra galassia», ha detto Cunningham.

Domande comuni su Pa 30 e la supernova del 1181

Che cos’è Pa 30?

Pa 30 è una nebulosa nella costellazione di Cassiopea, a circa 7.500 anni luce di distanza, composta da filamenti radiali di gas attorno a una stella sopravvissuta molto calda. È il probabile residuo della supernova registrata nel 1181 da fonti cinesi, giapponesi e arabe.

Oggi è possibile vedere la supernova del 1181?

Non a occhio nudo. L’esplosione è svanita dopo circa sei mesi e il suo residuo, Pa 30, è così debole da essere stato identificato soltanto nel 2013 nei dati di una ricognizione infrarossa. I suoi filamenti compaiono solo in immagini profonde ottenute con grandi telescopi come Gemini North.

Che cos’è una supernova di Tipo Iax?

È una versione più debole e incompleta delle esplosioni termonucleari che distruggono le nane bianche. Invece di disintegrare completamente la stella, lascia un sopravvissuto danneggiato, spesso chiamato stella zombie. Pa 30 è l’unico residuo conosciuto di questo tipo nella Via Lattea.

Quanto sono grandi i nodi di Pa 30?

L’articolo stima un diametro tipico dei nodi di circa 10^16 centimetri, approssimativamente 100 miliardi di chilometri. Secondo il team, la regione del nostro Sistema solare che contiene i pianeti entrerebbe in ciascun nodo circa dieci volte.

Cosa accadrà ora

Il team vuole ora modellare la formazione di catene di nodi così regolari. Prevede inoltre di utilizzare le caratteristiche distintive di Pa 30 come modello per cercare nella Via Lattea e nelle galassie vicine residui analoghi. «L’astronomia è entrata nell’era dei big data», ha dichiarato Cunningham. «I nostri risultati ci aiuteranno a passare al setaccio gli enormi set di dati». Lo studio è stato pubblicato il 6 ottobre 2026 su The Astrophysical Journal.

Riferimento: Cunningham et al., “Detection of Knots in the Type Iax Supernova Remnant Pa 30,” The Astrophysical Journal, 2026. DOI: 10.3847/1538-4357/ae9cb2

Tag: astronomia, Supernova, Gemini North, nana bianca, NOIRLab, Pa 30