Un equipo internacional de astrónomos anuncia hoy que han identificado la probable estrella compañera sobreviviente de una explosión de supernova titánica presenciada en el año 1572 por el gran astrónomo danés Tycho Brahe y otros astrónomos de esa época.
Este descubrimiento proporciona la primera evidencia directa que respalda la creencia de que las supernovas de tipo Ia provienen de sistemas estelares binarios que contienen una estrella normal y una estrella enana blanca quemada. La estrella normal derrama material sobre el enano, lo que eventualmente desencadena una explosión.
Los resultados de esta investigación, dirigida por Pilar Ruiz-Lapuente de la Universidad de Barcelona, España, se publican en la revista científica británica Nature el 28 de octubre. “No había evidencia previa que apuntara a ningún tipo específico de estrella compañera de las muchas propuestas. Aquí hemos identificado un camino claro: la estrella de alimentación es similar a nuestro Sol, un poco más envejecida ”, dice Ruiz-Lapuente. "La alta velocidad de la estrella nos llamó la atención", agregó.
Las supernovas de tipo Ia se utilizan para medir la historia de la tasa de expansión del universo y, por lo tanto, son fundamentales para ayudar a los astrónomos a comprender el comportamiento de la energía oscura, una fuerza desconocida que está acelerando la expansión del universo. Encontrar evidencia para confirmar la teoría sobre cómo explotan las supernovas de Tipo Ia es fundamental para asegurar a los astrónomos que los objetos pueden entenderse mejor como calibradores confiables de la expansión del espacio.
La identificación del miembro sobreviviente del dúo estelar se lee como un cuento de investigación de la escena del crimen. A pesar de que los astrónomos de hoy llegaron a la escena del desastre 432 años después, usando forenses astronómicos han atrapado a uno de los perpetradores que se apresuraron lejos de la ubicación de la explosión (que ahora está envuelta en una gran burbuja de gas caliente llamada Remanente de Supernova de Tycho) . Durante los últimos siete años, la estrella fugitiva y sus alrededores fueron estudiados con una variedad de telescopios. El telescopio espacial Hubble desempeñó un papel clave al medir con precisión el movimiento de la estrella contra el fondo del cielo. La estrella está rompiendo el límite de velocidad para esa región particular de la Vía Láctea moviéndose tres veces más rápido que las estrellas circundantes. Como una piedra arrojada por una honda, la estrella se lanzó al espacio, reteniendo la velocidad de su movimiento orbital cuando el sistema fue interrumpido por la explosión de la enana blanca.
Esto solo es una evidencia circunstancial de que la estrella es el perpetrador porque hay explicaciones alternativas a su comportamiento sospechoso. Podría estar cayendo a gran velocidad desde el halo galáctico que rodea el disco de la Vía Láctea. Pero los espectros obtenidos con el telescopio William Herschel de 4,2 metros en La Palma y el W.M. de 10 metros. Los telescopios Keck en Hawai muestran que el sospechoso tiene el alto contenido de elementos pesados típico de las estrellas que habitan en el disco de la Vía Láctea, no en el halo.
La estrella encontrada por el equipo de Ruiz-Lapuente es una versión antigua de nuestro Sol. La estrella ha comenzado a expandirse en diámetro a medida que avanza hacia una fase gigante roja (la etapa final de la vida de una estrella similar al Sol). La estrella se ajusta al perfil del perpetrador en una de las conjeturas de supernova propuestas. En los sistemas binarios de supernova Tipo Ia, la estrella más masiva del par envejecerá más rápido y eventualmente se convertirá en una estrella enana blanca. Cuando la estrella compañera de evolución más lenta posteriormente envejece hasta el punto en que comienza a aumentar de tamaño, derrama hidrógeno sobre el enano. El hidrógeno se acumula hasta que la enana blanca alcanza un umbral de masa crítico y preciso, llamado límite de Chandrasekhar, donde explota como una bomba nuclear titánica. La producción de energía de esta explosión es tan conocida que puede usarse como una vela estándar para medir grandes distancias astronómicas. (Una "vela estándar" astronómica es cualquier tipo de objeto luminoso cuyo poder intrínseco se determina con tanta precisión que puede usarse para realizar mediciones de distancia en función de la velocidad de la luz en distancias astronómicas).
“Entre los diversos sistemas que contienen enanas blancas que reciben material de un compañero de masa solar, se cree que algunos son progenitores viables de supernovas de tipo Ia, por razones teóricas. Un sistema llamado U Scorpii tiene una enana blanca y una estrella similar a la que se encuentra aquí. Estos resultados confirmarían que tales archivos binarios terminarán en una explosión como la observada por Tycho Brahe, pero eso ocurriría varios cientos de miles de años a partir de ahora ”, dice Ruiz-Lapuente.
Una teoría alternativa de las supernovas de tipo Ia es que dos enanas blancas se orbitan entre sí, perdiendo energía gradualmente a través de la emisión de radiación gravitacional (ondas de gravedad). A medida que pierden energía, se mueven en espiral y finalmente se fusionan, lo que resulta en una enana blanca cuya masa alcanza el límite de Chandrasekhar y explota. "La supernova de Tycho no parece haber sido producida por este mecanismo, ya que se ha encontrado un probable compañero sobreviviente", dice Alex Filippenko, de la Universidad de California en Berkeley, coautor de esta investigación. Él dice que, sin embargo, todavía es posible que haya dos caminos evolutivos diferentes hacia las supernovas de Tipo Ia.
El 11 de noviembre de 1572, Tycho Brahe notó una estrella en la constelación de Casiopea que era tan brillante como el planeta Júpiter (que estaba en el cielo nocturno de Piscis). Nunca antes se había observado una estrella así en este lugar. Pronto igualaba a Venus en brillo (que tenía una magnitud de -4.5 en el cielo antes del amanecer). Durante unas dos semanas, la estrella se pudo ver a la luz del día. A finales de noviembre comenzó a desvanecerse y cambiar de color, de blanco brillante a amarillo y naranja a tenue luz rojiza, finalmente desapareció de la visibilidad en marzo de 1574, después de haber sido visible a simple vista durante aproximadamente 16 meses. El meticuloso registro de Tycho del brillo y la atenuación de la supernova ahora permite a los astrónomos identificar su "firma luminosa" como la de una supernova Tipo Ia.
La supernova de Tycho Brahe fue muy importante porque ayudó a los astrónomos del siglo XVI a abandonar la idea de la inmutabilidad de los cielos. En la actualidad, las supernovas de tipo Ia siguen siendo jugadores clave en los descubrimientos cosmológicos más recientes. Para aprender más sobre ellos y su mecanismo de explosión, y hacerlos aún más útiles como sondas cosmológicas, un proyecto actual del Telescopio Espacial Hubble dirigido por Filippenko está estudiando una muestra de supernovas en otras galaxias en el momento en que explotan.
Fuente original: Comunicado de prensa del Hubble
