Los relatos de supernovas (estrellas en explosión) se remontan a miles de años atrás, y aunque hoy sabemos que estos eventos crean los componentes básicos de la vida misma, todavía hay preguntas sin respuesta sobre las condiciones que causan la explosión de una estrella.
Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias han logrado grandes avances en la comprensión de estos fascinantes fenómenos. Utilizando múltiples telescopios, incluido el Observatorio W. M. Keck en Maunakea, isla de Hawai, pudieron recopilar datos de una supernova única en la vida llamada SN 2023ixf. Sus hallazgos se publican en la edición de hoy de la revista Nature.
Hasta hace poco, las supernovas se consideraban raras y se conocían ocurrencias en la Vía Láctea que ocurrían, en el mejor de los casos, una vez por siglo, iluminando el cielo nocturno con la intensidad de 100 millones de soles; La última explosión observable en nuestra galaxia tuvo lugar hace cientos de años.
Desde entonces, los avances en la tecnología de los telescopios han ayudado a identificar supernovas en galaxias distantes, proporcionando más datos de los que antes eran posibles. Aún así, persiste el mismo problema; Dado que las explosiones no se pueden predecir, los astrofísicos son como arqueólogos espaciales: generalmente llegan al lugar después del evento e intentan recopilar información de los restos.
Una imagen compuesta tomada con el Telescopio de Liverpool que muestra la ubicación de SN 2023ixf, una supernova supergigante roja (el objeto más azul del rectángulo) que se produjo a 22 millones de años luz de la Tierra en la galaxia Molinete. Crédito: E. Zimmerman et al., Instituto Weizmann de Ciencias/Telescopio Liverpool
«Eso es lo que hace que esta supernova en particular sea diferente», dice Ph.D. estudiante Erez Zimmerman del grupo del Prof. Avishay Gal-Yam en Weizmann. «Pudimos, por primera vez, seguir de cerca una supernova mientras su luz emergía del material circunestelar en el que estaba incrustada la estrella en explosión».
El descubrimiento equivalía a llegar al lugar del crimen mientras éste aún se estaba produciendo.
Los científicos admiten que tuvieron suerte. El equipo de Gal-Yam solicitó tiempo de investigación en el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, con la esperanza de recopilar datos espectrales ultravioleta (UV) sobre cualquier supernova que interactúe con su entorno. En cambio, tuvieron la oportunidad de presenciar en tiempo real una de las supernovas más cercanas en décadas: una supergigante roja explotando en una galaxia vecina llamada Messier 101, también conocida como la galaxia Molinete.
El equipo descubrió SN 2023ixf un viernes, al comienzo del fin de semana en Israel y justo antes del fin de semana en el Instituto Científico del Telescopio Espacial de Baltimore, el centro de operaciones del Telescopio Hubble. Para complicar aún más las cosas, tuvo lugar dos días antes de la boda de Zimmerman. El equipo perseveró y pasó toda la noche el viernes, entregando las mediciones necesarias a la NASA en el último momento.
«Es muy raro, como científico, que tengas que actuar con tanta rapidez», dice Gal-Yam. «La mayoría de los proyectos científicos no ocurren en medio de la noche, pero surgió la oportunidad y no tuvimos más remedio que responder en consecuencia».
No sólo lograron que el Hubble tomara las coordenadas y el ángulo correctos para registrar los datos necesarios, sino que, debido a la relativa proximidad de la explosión, resultó que el Hubble ya había realizado grabaciones en este sector del universo muchas veces antes. En cuanto a los archivos de la NASA, el equipo de Gal-Yam y muchos otros grupos pudieron adquirir datos anteriores a la eventual desaparición de la estrella (cuando todavía era solo una supergigante roja en sus etapas finales de vida), creando así el retrato más completo de una supernova. siempre: una combinación de sus últimos días y su muerte.
Las observaciones de SN 2023ixf consistieron en datos de rayos UV y X de los satélites Hubble y Swift de la NASA, así como de muchos de los mejores telescopios del mundo.
Esto incluyó espectros capturados utilizando tres de los instrumentos del Observatorio Keck: el Keck Cosmic Web Imager (KCWI), el espectrógrafo de imágenes profundas y multiobjetos (DEIMOS) y el espectrómetro de imágenes de baja resolución (LRIS), y cada instrumento ofrece una vista única de la supernova. y cómo cambió con el tiempo.
La recopilación de datos espaciales y terrestres de alta calidad permitió a los investigadores mapear las dos capas exteriores de la estrella en explosión y elaborar una hipótesis extraordinaria.
«Los cálculos del material circunestelar emitido en la explosión, así como la densidad y masa de este material antes y después de la supernova, crean una discrepancia, lo que hace muy probable que la masa faltante termine en un agujero negro que se formó después de la explosión, algo que normalmente es muy difícil de determinar», dice Ph.D. estudiante Ido Irani del equipo de Gal-Yam.
«Las estrellas se comportan de manera muy errática en sus años mayores», dice Gal-Yam. «Se vuelven inestables y normalmente no podemos estar seguros de qué procesos complejos ocurren dentro de ellos porque siempre comenzamos el proceso forense después del hecho, cuando muchos de los datos ya se han perdido».
«Este estudio presenta una oportunidad única para comprender mejor los mecanismos que conducen a la conclusión de la vida de una estrella y a la eventual formación de algo completamente nuevo», dijo Zimmerman.
Es posible que los científicos nunca descubran qué pasará con la materia que formó la antigua supergigante roja de Messier 101. Sin embargo, las últimas etapas de la supernova están en curso y todavía están llegando nuevos datos, lo que significa que este estudio, junto con los estudios de seguimiento de SN 2023ixf, podrían proporcionar más información sobre estos eventos explosivos.
Con información de Nature
