Misteriosa estrella sobrevive a una explosión de supernova termonuclear

El Telescopio Espacial Hubble capturó esta espectacular galaxia espiral, catalogada como NGC 1309. Crédito: NASA, ESA, The Hubble Heritage Team, (STScI/AURA) y A. Riess (STScI)

Una estrella tenaz valida un modelo revisado de supernovas

Una supernova es la explosión cataclísmica de una estrella. Las supernovas termonucleares, en particular, señalan la destrucción completa de un

enano blanco
Una estrella enana blanca es el remanente de una estrella que ha agotado su combustible nuclear, pero carece de la masa para convertirse en una estrella de neutrones. Una enana blanca típica es solo un poco más grande que la Tierra, pero es 200.000 veces más densa.

” data-gt-translate-attributes=”[{“atributo=””>enanablanca[{“attribute=””>whitedwarf estrella, sin dejar nada atrás. Al menos eso es lo que sugirieron los modelos y las observaciones astrofísicas.

Entonces, cuando un equipo de astrónomos fue a examinar el sitio de la peculiar supernova termonuclear SN 2012Z con el telescopio espacial Hubble, se sorprendieron al descubrir que la estrella había sobrevivido a la explosión. No solo había sobrevivido, sino que la estrella era incluso más brillante después de la supernova de lo que había sido antes. El primer autor Curtis McCully, investigador postdoctoral en la Universidad de California, Santa Bárbara y el Observatorio de Las Cumbres, presentó estos hallazgos en una conferencia de prensa en la reunión 240 de la Sociedad Astronómica Estadounidense y los publicó en un artículo en El diario astrofísico. Los desconcertantes resultados proporcionan nueva información sobre los orígenes de algunas de las explosiones más comunes, aunque misteriosas, del universo.

Estas supernovas termonucleares, conocidas como supernovas de Tipo Ia, son algunas de las herramientas más importantes en los conjuntos de herramientas de los astrónomos para medir distancias cósmicas. A partir de 1998, las observaciones de estas explosiones revelaron que el universo se ha estado expandiendo a un ritmo cada vez más acelerado. Se cree que esto se debe a energía oscuracuyo descubrimiento ganó el Premio Nobel de Física en 2011.

Galaxia NGC 1309 Supernova 2012Z

Izquierda: Imagen en color de Galaxy NGC 1309 antes de Supernova 2012Z. Derecha: en el sentido de las agujas del reloj desde arriba a la derecha: la posición de la supernova antes de la explosión; SN~2012Z durante la visita de 2013; la diferencia entre las imágenes previas a la explosión y las observaciones de 2016; la ubicación de SN~2012Z en las últimas observaciones de 2016. Crédito: McCully et al.

Si bien son de vital importancia para la astronomía, los orígenes de las supernovas termonucleares son poco conocidos. Los astrónomos están de acuerdo en que son la destrucción de las estrellas enanas blancas, estrellas de aproximadamente la masa del sol agrupadas en el tamaño de la Tierra. Se desconoce qué hace que las estrellas exploten. Una teoría postula que la enana blanca roba materia de una estrella compañera. Cuando la enana blanca se vuelve demasiado pesada, las reacciones termonucleares se encienden en el núcleo y conducen a una explosión descontrolada que destruye la estrella.

Curtis McCully

Curtis McCully. Crédito: UCSB

SN 2012Z fue un tipo extraño de explosión termonuclear, a veces llamada supernova Tipo Iax. Son los primos más tenues y débiles del Tipo Ia más tradicional. Debido a que son explosiones menos poderosas y más lentas, algunos científicos han teorizado que son supernovas fallidas de Tipo Ia. Las nuevas observaciones confirman esta hipótesis.

En 2012, se detectó la supernova 2012Z en la cercana galaxia espiral NGC 1309, que había sido estudiada en profundidad y capturada en muchas imágenes del Hubble durante los años previos a 2012Z. Las imágenes del Hubble se tomaron en 2013 en un esfuerzo concertado para identificar qué estrella en las imágenes más antiguas correspondía a la estrella que había explotado. El análisis de estos datos en 2014 fue exitoso: los científicos pudieron identificar la estrella en la posición exacta de la supernova 2012Z. Esta fue la primera vez que se identificó la estrella progenitora de una supernova enana blanca.

“Esperábamos ver una de dos cosas cuando obtuvimos los datos más recientes del Hubble”, dijo McCully. “O la estrella se habría ido por completo, o tal vez todavía habría estado allí, lo que significa que la estrella que vimos en las imágenes previas a la explosión no fue la que explotó. Nadie esperaba ver una estrella superviviente más brillante. Eso fue un verdadero rompecabezas”.

McCully y el equipo creen que la estrella medio explotada se volvió más brillante porque se infló hasta un estado mucho más grande. La supernova no fue lo suficientemente fuerte como para volar todo el material, por lo que parte volvió a caer en lo que se llama un remanente atado. Con el tiempo, esperan que la estrella regrese lentamente a su estado inicial, solo que menos masiva y más grande. Paradójicamente, para las estrellas enanas blancas, cuanto menos masa tienen, mayor es su diámetro.

Andy Howell

Andy Howell. Crédito: UCSB

“Esta estrella que sobrevive es un poco como Obi-Wan Kenobi regresando como un fantasma de la fuerza en Star Wars”, dijo el coautor Andy Howell, profesor adjunto en UC Santa Barbara y científico senior del Observatorio Las Cumbres. “La naturaleza trató de derribar esta estrella, pero volvió más poderosa de lo que podríamos haber imaginado. Sigue siendo la misma estrella, pero de nuevo en una forma diferente. Trascendió la muerte”.

Durante décadas, los científicos pensaron que las supernovas de tipo Ia explotan cuando una estrella enana blanca alcanza cierto límite de tamaño, llamado límite de Chandrasekhar, aproximadamente 1,4 veces la masa del sol. Ese modelo ha caído un poco en desgracia en los últimos años, ya que se ha descubierto que muchas supernovas son menos masivas que esta, y las nuevas ideas teóricas han indicado que hay otras cosas que hacen que exploten. Los astrónomos no estaban seguros de si las estrellas alguna vez se acercaron al límite de Chandrasekhar antes de explotar. Los autores del estudio ahora piensan que este crecimiento hasta el límite máximo es exactamente lo que le sucedió a SN 2012Z.

“Las implicaciones para las supernovas de Tipo Ia son profundas”, dice McCully. “Hemos encontrado que las supernovas al menos pueden crecer hasta el límite y explotar. Sin embargo, las explosiones son débiles, al menos algunas veces. Ahora necesitamos entender qué hace que una supernova falle y se convierta en Tipo Iax, y qué hace que una supernova tenga éxito como Tipo Ia”.

Referencia: “Aún más brillante que antes de la explosión, SN 2012Z no desapareció: comparación

telescopio espacial Hubble
El Telescopio Espacial Hubble (a menudo denominado Hubble o HST) es uno de los Grandes Observatorios de la NASA y fue lanzado a la órbita terrestre baja en 1990. Es uno de los telescopios espaciales más grandes y versátiles en uso y cuenta con un espejo de 2,4 metros y cuatro instrumentos principales que observan en las regiones ultravioleta, visible e infrarroja cercana del espectro electromagnético. Lleva el nombre del astrónomo Edwin Hubble.

” data-gt-translate-attributes=”[{“atributo=””>TelescopioespacialHubble[{“attribute=””>HubbleSpaceTelescope Observations a Decade Apart” por Curtis McCully, Saurabh W. Jha, Richard A. Scalzo, D. Andrew Howell, Ryan J. Foley, Yaotian Zeng, Zheng-Wei Liu, Griffin Hosseinzadeh, Lars Bildsten, Adam G. Riess, Robert P Kirshner, GH Marion e Yssavo Camacho-Neves, 1 de febrero de 2022, El diario astrofísico.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac3bbd

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