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Las primeras radiografías de supernovas misteriosas

Científicos de la Universidad de Chicago detectan las primeras radiografías de supernovas misteriosas
Las estrellas que explotan llevan una capa de material denso que enreda a los astrónomos


Las primeras radiografías de supernovas misteriosas
Los científicos han detectado los primeros rayos X de lo que parece ser una supernova de tipo Ia, ubicada dentro de la galaxia espiral ESO 336-G009, a unos 260 millones de años luz de la Tierra. Crédito de la imagen: Cortesía de Digital Sky Survey

Por Louise Lerner, para UChicago News Agosto 23 de 2017


Las estrellas explosivas iluminaron el camino para nuestra comprensión del universo, pero los investigadores todavía están en la oscuridad acerca de muchas de sus características.

Un equipo de científicos, entre ellos académicos de la Universidad de Chicago, parece haber encontrado las primeras radiografías procedentes de las supernovas de tipo Ia. Sus hallazgos se publican el 23 de agosto en los Avisos Mensuales de la Real Sociedad Astronómica.

Los astrónomos son aficionados a las supernovas tipo Ia, creadas cuando una estrella enana blanca en un sistema de dos estrellas sufre una explosión termonuclear, porque se queman con un brillo específico. Esto permite a los científicos calcular cuán lejos están de la Tierra, y así mapear distancias en el universo. Pero hace unos años, los científicos comenzaron a encontrar supernovas de tipo Ia con una extraña firma óptica que sugerían que llevaban una capa muy densa de material circunstelar que los rodeaba.

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Una imagen que muestra los rayos X detectados desde la supernova 2012ca (dentro del círculo). La imagen ha sido suavizada y coloreada.Foto porVikram Dwarkadas / Chandra X-ray Observator

Dicho material denso normalmente sólo se ve desde un tipo diferente de supernova llamado tipo II, y se crea cuando las estrellas masivas comienzan a perder masa. La masa eyectada se acumula alrededor de la estrella; entonces, cuando la estrella colapsa, la explosión envía una onda de choque que se precipita a velocidades supersónicas en este denso material, produciendo una lluvia de rayos X. Por lo tanto regularmente vemos rayos X de supernovas tipo II, pero nunca se han visto de tipo Ia supernovas.

Cuando el equipo liderado por UChicago estudió la supernova 2012ca, registrada por el Observatorio de Rayos X de Chandra, sin embargo, detectaron fotones de rayos X procedentes de la escena.

"Aunque se pensaba que otros tipos Ia con material circunstelar tenían densidades similares, basadas en sus espectros ópticos, nunca antes los hemos detectado con rayos X", dijo el coautor del estudio, Vikram Dwarkadas, profesor asociado de investigación del Departamento de Astronomía y Astrofísica.

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Vikram Dwarkadas, profesor asociado de investigación en el Departamento de Astronomía y Astrofísica Foto porJean Lachat

Las cantidades de rayos X que encontraron fueron pequeñas: contaron 33 fotones en la primera observación un año y medio después de que la supernova explotó y diez en otro aproximadamente 200 días después, pero presentes.

"Esto ciertamente parece ser una supernova Ia con material sustancialmente circunstelar, y parece que es muy denso", dijo. "Lo que vimos sugiere una densidad alrededor de un millón de veces más alta de lo que pensábamos que era el máximo en torno a Ia".

Se cree que las enanas blancas no pierden masa antes de que exploten. La explicación usual para el material circunstelar es que habría venido de una estrella compañera en el sistema, pero la cantidad de masa sugerida por esta medida era muy grande, dijo Dwarkadas, mucho más grande de lo que se podría esperar de la mayoría de las estrellas compañeras. "Incluso las estrellas más masivas no tienen tasas de pérdida de masa tan altas sobre una base regular", dijo. "Esto plantea una vez más la pregunta de cómo se forman estas extrañas supernovas".

"Si es realmente un Ia, es un desarrollo muy interesante porque no tenemos idea de por qué tendría tanto material circunstelar alrededor de él", dijo.

"Es sorprendente lo que se puede aprender de tan pocos fotones", dijo el autor principal y estudiante de posgrado Caltech Chris Bochenek; su trabajo en el estudio formó su tesis de estudiante en UChicago. "Con sólo decenas de ellos, pudimos inferir que el gas denso alrededor de la supernova es probablemente grumoso o en un disco."

Más estudios para buscar los rayos X, e incluso las ondas de radio que salen de estas anomalías, podrían abrir una nueva ventana a entender tales supernovas y cómo forman, los autores dijeron.




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