Por primera vez, los astrónomos han obtenido evidencia visual de que una estrella cumplió su fin detonando dos veces. Al estudiar los restos centenarios de Supernova SNR 0509-67.5 con el telescopio muy grande del Observatorio Sur europeo (VLT), han encontrado patrones que confirman que su estrella sufrió un par de explosiones explosivas. Publicado hoy, este descubrimiento muestra algunas de las explosiones más importantes del universo bajo una nueva luz.
La mayoría de las supernovas son las muertes explosivas de estrellas masivas, pero una variedad importante proviene de una fuente sin pretensiones. Los enanos blancos, los núcleos pequeños e inactivos que quedan después de que las estrellas como nuestro sol queman su combustible nuclear, pueden producir lo que los astrónomos llaman una supernova de tipo IA.
«Las explosiones de los enanos blancos juegan un papel crucial en la astronomía», dice Priyam Das, un estudiante de doctorado en la Universidad de Nueva Gales del Sur Canberra, Australia, que dirigió el estudio en SNR 0509-67.5 publicado hoy en Astronomía de la naturaleza. Gran parte de nuestro conocimiento de cómo se expande el universo en las supernovas de tipo IA, y también son la principal fuente de hierro en nuestro planeta, incluido el hierro en nuestra sangre. «Sin embargo, a pesar de su importancia, el rompecabezas de larga data del mecanismo exacto que desencadena su explosión sigue sin resolverse», agrega.
Todos los modelos que explican las supernovas de tipo IA comienzan con un enano blanco en un par de estrellas. Si orbita lo suficientemente cerca de la otra estrella en este par, el enano puede robar material de su pareja. En la teoría más establecida detrás de las supernovas de tipo IA, el enano blanco acumula la materia de su compañero hasta que alcanza una masa crítica, momento en el cual sufre una sola explosión. Sin embargo, estudios recientes han insinuado que al menos algún tipo de supernovas IA podría explicarse mejor por una doble explosión activada antes de que la estrella alcanzara esta masa crítica.
Ahora, los astrónomos han capturado una nueva imagen que demuestra que su presentimiento era correcto: al menos algún tipo de supernovas de IA explotan a través de un mecanismo de «doble determinación». En este modelo alternativo, el enano blanco forma una manta de helio robado a su alrededor, que puede volverse inestable e encenderse. Esta primera explosión genera una onda de choque que viaja alrededor del enano blanco y hacia adentro, lo que provoca una segunda detonación en el núcleo de la estrella, creando la supernova.
Hasta ahora, no había habido evidencia visual clara de un enano blanco sufriendo una doble detonación. Recientemente, los astrónomos han predicho que este proceso crearía un patrón distintivo o huella digital en los restos aún de brillo de la supernova, visible mucho después de la explosión inicial. La investigación sugiere que los restos de tal supernova contendrían dos conchas separadas de calcio.
Los astrónomos ahora han encontrado esta huella digital en los restos de una supernova. Ivo Seitenzahl, quien dirigió las observaciones y estuvo en el Instituto Heidelberg de Estudios Teóricos de Alemania cuando se realizó el estudio, dice que estos resultados muestran una clara indicación de que los enanos blancos pueden explotar mucho antes de llegar al famoso límite de masa de Chandrasekhar, y que el mecanismo de «doble detonación» ocurre en la naturaleza «. El equipo pudo detectar estas capas de calcio (en azul en la imagen) en la SNR remanente de supernova 0509-67.5 observándolo con el Explorador espectroscópico de la unidad múltiple (Muse) en la VLT de ESO. Esto proporciona una fuerte evidencia de que una supernova de tipo IA puede ocurrir antes de que su enano blanco principal alcance una masa crítica.
Tipo IA Las supernovas son clave para nuestra comprensión del universo. Se comportan de manera muy consistente, y su brillo predecible, no importa cuán lejos estén, ayuda a los astrónomos a medir distancias en el espacio. Utilizándolos como una cinta de medición cósmica, los astrónomos descubrieron la expansión acelerada del universo, un descubrimiento que ganó el Premio Nobel de Física en 2011. Estudiar cómo explotan nos ayuda a comprender por qué tienen un brillo tan predecible.
Das también tiene otra motivación para estudiar estas explosiones. «Esta evidencia tangible de una doble determinación no solo contribuye a resolver un misterio de larga data, sino que también ofrece un espectáculo visual», dice, describiendo la «estructura bellamente en capas» que crea una supernova. Para él, «revelar el funcionamiento interno de una explosión cósmica tan espectacular es increíblemente gratificante».
Esta investigación se presentó en un artículo para aparecer en Astronomía de la naturaleza Titulado «El calcio en un remanente de supernova muestra la huella digital de una explosión de masa Sub-Chandrasekhar».
El equipo está compuesto por P. Das (Universidad de Nueva Gales del Sur, Australia [UNSW] & Heidelberger Institut Für Theoretische Studien, Heidelberg, Alemania [HITS]), IR Seitenzahl (Hits), AJ Ruiter (Unsw & Hits & Ozgrav: The Arc Center of Excelencia para el descubrimiento de ondas gravitacionales, Hawthorn, Australia & Arc Center of Excelencia para la astrofísica de All-Sky en 3 dimensiones), FK Röpke (Hits & Institutut Für Theoretische Astrophysik, Heidelberg, Alemania e Astromisches y Astromisches y Astromisches e Astrofysik, Heidelberg, Alemania e Astromisches y Astromisches e Institutsche Astrophy Recheninstitut, Heidelberg, Alemania), R. Pakmor (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Alemania [MPA]), FPA Vogt (Oficina Federal de Meteorología y Climatología – Meteoswiss, Payerne, Suiza), CE Collins (Universidad de Dublín, Dublín, Irlanda y GSI Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung, Darmstadt, Alemania), P. Ghavamian (Universidad de Towson, Towson, Uson, Sim (Sims, Sim, Sim (SIMA, SIMA), ANDESTA) Belfast, UK), BJ Williams (X-ray Astrophysics Laboratory NASA/GSFC, Greenbelt, USA), S. Taubenberger (MPA & Technical University Munich, Garching, Germany), JM Laming (Naval Research Laboratory, Washington, USA), J. Suherli (University of Manitoba, Winnipeg, Canada), R. Sutherland (Australian National University, Weston Creek, Australia) y N. Rodríguez-Sgovia (UNSW).
