Ricerca di supernovae: storia La prima SN ad essere scoperta visualmente in tempi moderni è stata SN 1885A in M31. è stata anche la più luminosa fino alla scoperta di SN 1987A.
C'è un po' di incertezza sul vero scopritore; si ritiene, tuttavia, che sia stato Hartwig dell' osservatorio di Dorpat. Egli era un astronomo professionista e la sua scoperta è avvenuta per caso, non essendo parte di alcun programma sistematico di ricerca. La prima scoperta di un amatore è anch'essa avvenuta per caso. Si trattava di una SN di magn. 11 trovata in prossimità del nucleo di M83, dall'astrofilo sudafricano Jack Bennet, nel luglio 1968. Egli stava usando un rifrattore da 15cm per la ricerca di comete. SN così luminose sono alquanto rare e fortunatamente Jack si accorse subito che la galassia "non appariva normale". La SN risultò essere di tipo II (plateau) e fu studiata dagli astronomi professionisti per circa due mesi, dopodichè la sua luminosità diminuì a tal punto da non essere più discernibile dalla nebulosità della galassia. Negli anni '70 l' AAVSO iniziò un programma di ricerca di SN all' interno della sezione di ricerca novae, ed osservatori come Ernst Mayer e Tom Fetterman fecero alcune osservazioni di galassie finilizzate alla scoperta di SN. Furono preparate anche un piccolo numero di carte galattiche. La seconda scoperta di un astrofilo avvenne nell' aprile 1979, ed anche in questo caso è da considerarsi un evento fortuito. Certamente Gus Johnson, Maryland, USA, svolgeva un po' di ricerca di SN. Ma questa era solo uno dei suoi molteplici interessi. Gus scoprì la SN nella zona periferica di M100, usando un riflettore newtoniano da 20cm. Fu trovata poco prima che raggiungesse il massimo, di magn. 11. è considerata oggi, una dei prototipi di SN di tipo II "lineare". Fu studiata intensamente anche nelle onde radio e nell' ultra-violetto. Usando le tecniche radio della VLBI (="very large base interferometry"), questa SN è un "metro" misuratore della distanza delle galassie dell' ammasso della Vergine. Fu poco prima di questa data che James Bryan del Texas incominciò a formalizzare alcune carte galattiche di galassie a spirale "face-on", pubblicando due articoli. Come molti astrofili, viveva e lavorava in città e non poteva osservare con molta regolarità. Egli fece una scoperta indipendente della SN del 1980 in NGC 6946, pochi giorni dopo la scoperta di astronomi professionisti. Anche questa SN raggiunse la magn. 11 e fu di tipo II "lineare". Analogamente, prima del 1981, Gregg Thompson di Brisbane, Australia, incominciò a lavorare su una raccolta di 230 carte di galassie luminose. Steve Lee, un assistente presso il telescopio Anglo-Australiano, aveva fatto ingrandimenti da foto di survey. carte vennero disegnate da queste foto, mostrando tuttavia le stelle con la magnitudine visuale. Nel corso del 1980 alcune di queste carte divennero disponibili in una forma alquanto "rozza", ad uso dei suoi amici. Lo scopo ultimo era di pubblicarle, cosa che effettivamente avvenne nel 1990 in una veste grafica di gran lunga superiore a quella originale. Sul finire del 1979, quando il numero di Sky and Telescope contenente notizia della SN in M100 arrivò in Australia, cercai ancora una volta di superare i numerosi ostacoli che avevo incontrato nei miei primi tentativi di ricerca. Una telefonata in cerca d' aiuto cambiò radicalmente le mie possibilità. Arthur Page era il coordinatore della sezione stelle variabili dell' Associazione Astronomica del Queensland. Mi mise in contatto con Gregg, il quale mi inviò alcune carte da lui preparate. Mi suggerì, inoltre, di contattare Tom Cragg a Siding Spring. Tom era disponibile a controllare i miei numerosi falsi allarmi e mi diede l' opportunità di preparare gli ingrandimenti delle galassie dalle foto di survey. Incominciai, quindi, a costruirmi un grande archivio di fotografie, sia delle galassie già coperte dalle carte di Gregg, sia di altre galassie che desideravo osservare. Naturalmente, tutto ciò fu dispendioso sia per il tempo dedicatovi che per il suo costo.
L'archivio non venne fatto né in una notte né in due anni. Nel corso del 1980 incominciai lentamente a sviluppare la sistematicità della mia ricerca di SN, migliorando anche l' efficienza del mio 25cm. L'anno culminò con la scoperta indipendente della SN 1980n in NGC 1316, scoperta qualche giorno prima da professionisti cileni. Il 1981 fu l' anno di svolta. In solo 15 giorni, a partire dal 24 febbraio, feci due scoperte, perdendo l' opportunità di una terza. Queste furono SN 1981a in NGC 1532, una stella di magn. 13.0 tipo II "plateau", e SN 1981d in NGC 1316, una SN di magn. 12.0 tipo I classico. Quella che mi sfuggì fu SN 1981b in NGC 4536 Dato che Tom era molto preoccupato sulla possibilità di commettere un errore annunciando la mia prima scoperta, passarono parecchi giorni prima che effettuasse la comunicazione sulla SN 1981a. Inoltre, la stella si comportava in un modo anomalo, con variazioni impreviste della sua luminosità. SN 1981d fu un caso totalmente diverso. Fu trovata con il 25cm di fronte al garage di Tom nella sua casa di Siding Spring; la stella fu scoperta, verificata e comunicata al Central Bureau nel giro di poche ore. Caso volle che gli astronomi cileni avessero fatto nelle notti precedenti fotografie della SN 1980n esplosa nella stessa galassia, e non si fossero accorti della salita di luminosità della nuova SN dalla magn. 20.5 alla 15.0. I mesi rimanenti del 1981 e tutto il 1982 non produssero alcuna SN sufficientemente luminosa, anche se tentai varie volte di osservare la SN in NGC 1187.
Tuttavia, ulteriori migliorie al telescopio, ed un ampliamento del mio programma osservativo spianarono la strada a nuovi successi. Otto nuove scoperte seguirono nel 1983 e 1984. Tre di queste SN risultarono di particolare interesse, perché permisero di riconoscere una nuova tipologia di SN, inizialmente Tipo I peculiare, poi Tipo Ib. Alcuni, addirittura, ritengono che questo gruppo includa anche la classe Tipo Ic. La prima di queste tre, SN 1983n in M83, fu scoperta una settimana prima che raggiungesse il massimo. Sfiorò la magn. 11.0 e venne studiata intensamente. Gli astronomi con il Very Large Array Radio Telescope registrarono una curva radio diversa da qualsiasi altro caso precedente. La scoperta di un' identica SN, l' anno successivo, SN 1984l in NGC 991, mostrò che queste SN formano una classe a sé e non erano semplicemente oggetti peculiari. Furono le analisi spettroscopiche condotte continuativamente per sei mesi dopo il massimo a chiarire che si trattava di una tipologia a sé stante di SN. Le SN 1983n e 1984l sono i due prototipi di questa nuova classe Tipo Ib. La SN 1983v in NGC 1365 non fu studiata così bene, divenne un esempio di Tipo Ic, assieme ad altre scoperte minori effettuate dai professionisti. Da allora le opinioni divergono sul fatto che le SN di Tipo Ib e Ic debbano essere considerate due classi separate o varianti di una stessa classe. Il Tipo Ib è scarso in elio, al contrario del Tipo Ic. I grandi osservatori eseguono programmi di osservazioni che vengono fissati con vari mesi di anticipo, e non è affatto facile per un astronomo cambiare questi piani per poter osservare un fenomeno transiente come una SN. Spesso, la strumentazione utilizzata con uno strumento può non essere idonea allo studio di SN. Ci sono, tuttavia, casi dove coincidenze conducono a grosse opportunità, favorendo l' avanzamento della conoscenza. L' astronomo Marshall McCall stava usando il telescopio Anglo-Australiano proprio in durante una esplosione di SN.
Riuscì ad effettuare spettropolarimetria su due delle SN citate in precedenza, al fine di determinare se i gusci stellari esplosi fossero sferici o meno (un punto importante in alcuni studi teorici). I gusci del Tipo Ia risultavano sferici, mentre quelli del Tipo Ib non lo erano. Un altro studio condotto a seguito di scoperte fatte da astrofili, fu la misurazione della presenza di ferro in spettri avanzati di SN. Tale misurazione fu eseguita osservando le righe spettrali nell' infrarosso di una SN diTipo Ib dopo circa un anno dal suo massimo. Molte altre SN mostrarono inusuali caratteristiche spettrali che devono essere ancora spiegate. Negli anni '60, l'astrofilo giapponese Kaoru Ikeya si rese famoso per la scoperta di una cometa alquanto luminosa. Negli anni '80 i suoi interessi si spostarono alla ricerca di SN. La sua prima scoperta fu fatta sul finire del 1984, quando trovò SN 1984r in NGC 3675. Sfortunatamente, nessun astronomo riuscì, o volle, ottenere uno spettro di questo oggetto, per cui si sa ben poco sulla natura di questa SN. La sua seconda scoperta, SN 1988a in M58, ottenne un trattamento decisamente migliore. Ikeya usava un 25cm da casa sua, un sito con parecchio inquinamento luminoso; le sue scoperte sono, quindi, un grosso successo. Un' altra interessantissima scoperta fu quella di SN 1986g nella banda di polveri di NGC 5128, conosciuta come Centaurus A. Questa fu una SN Tipo I classico che raggiunse la magn. 11.0, nonostante il notevole oscuramento della polveri. Se non fosse stata oscurata probabilmente avrebbe raggiunto la magn. 8.5, rendendola una delle SN più luminose in età moderna. La luminosità massima fu raggiunta dopo una settimana dalla scoperta. Anche la SN 1987a nella Grande Nube di Magellano dovrebbe essere classificata, almeno in parte, come una scoperta amatoriale. Sicuramente fu trovata per caso, non essendo oggetto di alcun programma sistematico di ricerca. Ma due dei tre scopritori ufficiali la videro visualmente, ed uno è un astrofilo. In questo caso, l' astrofilo Albert Jones della Nuova Zelanda avrebbe meritato maggiore attenzione per la sua scoperta. Albert esegue annualmente un numero altissimo di osservazioni di stelle variabili, e ne stava osservando una quando ha notato la SN. SN 1987a è stata studiata intensamente, e questo ha aiutato a riscrivere molti aspetti delle nostra conoscenza su queste stelle. Si giunge poi all' agosto del 1987, quando Dana Patchick, di Culver City, California, ha scoperto SN 1987l in NGC 2336, con un dobsoniano da 45cm, nell' ambito di un programma ristretto di osservazioni di galassie. Si trattava di una SN di Tipo I, trovata alcune settimane dopo il massimo. Un' altra SN di eccezionale luminosità fu SN 1989b in NGC 3627, ossia M66. Fu scoperta circa una settimana prima del massimo e raggiunse magn. 11.8 nonostante l' assorbimento delle polveri della galassia. Anche questa SN venne studiata intensamente dagli astronomi, ed è classificata Tipo Ia. SN 1991t in NGC 4527 è una scoperta che probabilmente segna l' inizio di una nuova epoca nella ricerca visuale di questi oggetti. Fu trovata ufficialmente da ben cinque astrofili situati in quattro punti diversi della Terra. Tra questi Stephen Knight e Wayne Johnson degli USA, Mirko Villi e Giancarlo Cortini dell' Italia. Un' altra astrofila giapponese, Reiki Kushida, ha fatto la sua prima scoperta visuale nel dicembre 1991, trovando una SN di magn. 14.5 in M84. Si trattava di una SN di tipo Ia, tre magnitudini più debole del solito. N. Brown, di Perth, Australia, è indicato come co-scopritore visuale di NGC 1380. Infine, SN 1992h in NGC 5377 è stata scoperta in febbraio da William Wren, usando il più piccolo dei telescopi dell' Osservatorio McDonald. Lavora all' osservatorio presso il centro visitatori, e nel suo tempo libero si dedica alla ricerca di SN, di solito con il suo telescopio. Lo stesso Wren, nell' agosto del 1994 scopriva la sua seconda supernova della galassia NGC 5371. Il 28 marzo 1993 un astrofilo spagnolo, Francisco Garcia Diaz trovava una delle supernovae più luminose degli ultimi anni: la SN 1993I nella galassia M81. La supernova raggiunse la magn. 10.5 e risultò essere di tipo II. Un' altra scoperta di Cortini e Villi è avvenuta il 31 luglio 1994 con la supernova 1994W in NGC 4041, una galassia nell' Orsa Maggiore. La stella fu trovata con un 28cm e venne confermata dall' osservatorio astronomica di Loiano, vicino a Bologna. Se ci riferiamo solamente al periodo dal 1983 alla metà del 1988, su un totale di 99 SN scoperte con ogni mezzo, 18 sono state trovate visualmente da astrofili. Il 18% rappresenta un enorme contributo a questo tipo di ricerca. Con le tecniche automatiche di ricerca che molti osservatori astronomici stanno sviluppando, tale percentuale potrà declinare nel futuro. Ma se si esamina in dettaglio le SN scoperte dagli astrofili, notiamo che si tratta nella maggiorparte dei casi delle stelle più luminose e, quindi, di maggiore importanza per una loro analisi.
La stragrande maggioranza delle SN sono state scoperte fotograficamente. La storia di questo tipo di ricerca può essere divisa in vari periodi. 1885-1920: si trovarono circa una dozzina di SN, la maggiorparte su lastre di Monte Wilson. Ma nessun progresso fu fatto nel capirne la loro natura. 1920-1933: Hubble determinò la natura e la grande distanza delle galassie, ma ci fu un generale disinteresse nello studiare le stelle novae che apparivano nelle "nebulose a spirale", e che, quindi, dovevano essere molto più luminose di quelle galattiche. 1933-1942: Zwicky e Baade coniarono il termine "supernova" e Zwicky incominciò la loro ricerca sistematica. Fu soltanto a partire dal 1936, quando divenne operativo lo Schmidt da 18 pollici di Palomar, che la ricerca cominciò ad avere successo. Ogni anno venivano trovate alcune Sn ed il loro studio pose le basi per le nostre conoscenze fino agli anni '80. Le analisi spettroscopiche venivano fatte a Monte Wilson da Minkowski. 1942-1950: La seconda guerra mondiale interruppe qualsiasi lavoro in questo campo. Solo alcune SN furono trovate per puro caso in questo periodo, con grandi telescopi, e nessun progresso fu fatto nel loro studio. 1950-1975: fu organizzato uno sforzo collegiale, che coinvolse vari osservatori in tutto il mondo, con sia con telescopi di medie dimensioni che con camere Schmidt. Un discreto numero di SN luminose furono scoperte anche simultaneamente dagli osservatori coinvolti. Zwicky fu il coordinatore ed ispiratore di questa ricerca. Ma il grande contributo dell' Osservatorio di Palomar arrivò solo quando lo Schmidt da 48 pollici venne dedicato a questo tipo di ricerca. Prima del 1958 lo strumento era impiegato nell' esposizione delle lastre del primo Palomar Observatory Sky Survey (POSS). Sfortunatamente, le autorità dell' osservatorio non permisero che queste lastre venissero analizzate per l' identificazione di SN. Solo in seguito, Zwicky ed altri, scoprirono a posteriori parecchie SN su queste lastre, ma le stelle erano già tutte scomparse e quindi la loro utilità non fu che statistica. Dopo il 1958 le camere schmidt divennero uno strumento potente di ricerca, rivelando la maggiorparte delle scoperte di SN. Molte di queste furono scoperte importanti, la maggioranze, tuttavia, era costituita da stelle deboli che non vennero sufficientemente studiate per capirne la tipologia e la loro "identità" è persa per sempre. Zwicky si ritirò sul finire degli anni '60 e la sue ricerche vennero continuate da Kowal. Nel 1975 il 48 pollici di Palomar venne dirottato dalla ricerca di SN, poco dopo la morte di Zwicky avvenuta nel 1974.
L'evento segnò la fine di un epoca in questa attività. A Monte Palomar la ricerca continuò per qualche anno con lo Schmidt più piccolo, ma venne poi interrotta anche con quello strumento. La ricerca coordinata da Zwicky vide molti altri protagonisti, alcune dei quali ancora attivi. Paul Wild dell' Osservatorio di Berna ha totalizzato 36 scoperte, l' ultima delle quali fu SN 1985a. M. Lovas dell' Osservatorio di Konkoly aveva 31 scoperte sino al 1987. Leonida Rosino, dell' Osservatorio di Asiago, ne scoprì 20. Il maggior numero di scoperte venne fatto, tuttavia, a Palomar. Humason, prima del suo ritiro avvenuto nel 1959, ne scoprì 30. Kowal ne ha al suo attivo 75 e lo stesso Zwicky ne scoprì circa 125. Fu sempre nel corso di questo periodo che anche gli astrofili cominciarono ad effettuare le prime scoperte fotografiche di SN. Un giovane astrofilo italiano, Giuliano Romano, fece le prime due scoperte amatoriali usando la fotografia. La prima è SN 1957b e venne trovata in M84; raggiunse la magn. 12.5 e fu classificata del Tipo I. La galassia è una delle più grandi e più luminose ellittiche dell' ammasso della Vergine. La sua seconda scoperta fu in NGC 4564, un' altra galassia ellittica nella Vergine. Anche questa SN è del Tipo I ed ha raggiunto la magn. 11.2, di ben una magnitudine più luminosa della galassia stessa. Si tratta di SN 1961h. Romano, successivamente, divenne un professionista, quindi non sono sicuro se la sua terza scoperta, SN 1970o, magn. 13.0 in una galassia anonima, debba essere considerata una scoperta di un astrofilo. 1975-presente: si tratta di un periodo di "chiari-scuri" nella ricerca di SN. Dal '76 al '79 vi furono pochissime scoperte. Con la fine di questa attività al Monte Palomar, la ricerca di SN sembrava destinata quasi a scomparire. Dal 1979 al 1984 operò attivamente J. Maza dall' Osservatorio di Cerro Tololo in Cile. Come nel caso di Palomar vi furono numerose scoperte deboli, che peraltro non vennero adeguatamente studiate. Solo le più luminose ricevettero piena attenzione. Il gruppo di Maza ha totalizzato 39 scoperte. A partire dal 1983 rifiorì l' interesse nelle SN, e quindi nella loro ricerca. Le SN sono oggi riconosciute come possibili misuratori delle distanze cosmiche. La distinzione classica tra SN di Tipo I o II si sta modificando e potrà anche scomparire. Il Tipo Ib è oggi riconosciuto ufficialmente, assieme alle differenze "lineare" e "plateau" del Tipo II. La scoperta della SN 1987a ha mutato molte conoscenze su questi astri, e molti casi di SN con spettri anomali devono essere ancora interpretati. Nuovi spettografi digitali renderanno più facile in futuro decifrare gli spettri di queste stelle. Inoltre, si stanno sviluppando metodologie d' indagine che prevedono il confronto tra spettri "teorici" costruiti in base a modelli di atmosfere stellari in esplosione, e gli spettri effettivamente rilevati dalle osservazioni di SN. Tornando a noi astrofili, dal 1983 al 1985 quattro SN furono scoperte fotograficamente da astrofili giapponesi: due ciascuno per Okazaki e Horiguchi. Le scoperte di Okazaki furono entrambe divise con me e la sua seconda scoperta fu divisa anche da un astronomo russo. Si tratta delle SN 1983g in NGC 4753 e SN 1984e in NGC 3169. Okazaki ha usato una camera Wright da 25cm. Le scoperte di Horiguchi furono la SN 1984e in NGC 4045 e la SN 1985g in NGC 4451. I primi mesi del '92 hanno visto altre due scoperte fotografiche amatoriali. La prima è stata SN 1992a in NGC 1380 scoperta da William Liller, in Cile. Per alcuni versi, William è un professionista, e nel passato lo è stato. Tuttavia, svolge parecchia attività da astrofilo con strumentazione amatoriale. è scopritore anche di numerose novae e di una cometa ed utilizza per l' analisi dei fotogrammi il metodo "problicom" di Ben Mayer (e questa SN faceva parte di questa attività da astrofilo). La stessa supernova venne scoperta visualmente dall' australiano Brown. La seconda scoperta è stata fatta da Shunji Sasaki, astrofilo giapponese; si tratta di SN 1992g in NGC 3294. è stata scoperta di magn. 14.0, ma ha raggiunto la magn. 12.7 verso la fine di febbraio. Secondo le mie conoscenze, queste nove SN rappresentano le uniche scoperte ufficiali fatte da astrofili, fino alla fine di febbraio del '92.
Il metodo di ricerca fotografica sta ora vedendo maggiore competizione dai programmi automatici di ricerca e dall' astronomia visuale.
La storia di questo tipo di ricerca può essere suddivisa come segue: Dal 1991 è operativo in Italia il Gruppo Zwicky, fondato da Mirko Villi e Giancarlo Cortini. Inizialmente nato come sezione dell UAI, oggi il gruppo è un' associazione legalmente riconosciuta con circa una quindicina di osservatori attivi sparsi in tutta Italia. Fino ad oggi sono state effettuate circa 80.000 osservazioni su un migliaio di galassie. I successi non sono mancati. Villi e Cortini sono stati scopritori ufficiali di due supernovae, nel 1991 e 1994. Gabrijelcic è stato scopritore ufficiale nel 1995. Inoltre, Stefano Pesci e Luca Boschini hanno avvistato poche ore dopo la scoperta ufficiale, la supernova in M51 trovata nel 1994. Responsabile del gruppo di ricerca è Giancarlo Cortini, Via Innocenzo da Imola 8, 47100 Forlì. Tutte le osservazioni di galassie vengono annualmente inviate ad Evans in qualità di coordinatore dell' AAVSO Supernova Search Committee e a Guy Hurst del The Astronomer, associazione inglese di astrofili europei. Ulteriore attività divulgativa viene svolta periodicamente da Stefano Pesci nella rubrica di ricerca di supernovae de L' Astronomia. Per le conferme ci si avvale della disponibilità di Cortini, che in veste di coordinatore tiene i contatti anche con Asiago per eventuali conferme. A Giancarlo comunicazioni urgenti telefoniche possono essere fatte al numero A cura di Stefano Pesci, peste@micronet.it.
scritto da Robert Evans nel 1992
edizione italiana curata da Stefano Pesci
per conto del Gruppo di Ricerca Supernovae "F. Zwicky",
ultima edizione, maggio 1995
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