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| Impresiones artísticas de una estrella de rama gigante superasintótica y su núcleo. (S. Wilkinson; Observatorio de Las Cumbres) |
El origen de la captura de electrones de la supernova 2018zd
En el año 1054, una explosión estelar de supernova iluminó los cielos con tanto brillo que pudo verse desde la Tierra durante el día, durante 23 días seguidos.
Sus restos siguen existiendo hoy en día como la Nebulosa del Cangrejo, y una nueva investigación nos da la mejor idea de lo que ocurrió exactamente para causar tal fenómeno.
Basándose en el análisis de una supernova más reciente, denominada SN 2018zd, los astrónomos creen que tanto SN 2018zd como la supernova de 1054 CE son supernovas de captura de electrones, un tercer tipo de supernova poco frecuente junto al tipo I (termonuclear) y el tipo II (colapso del núcleo).
Los expertos llevan décadas formulando hipótesis sobre este tercer tipo de estrella en explosión, aunque ha sido difícil encontrar pruebas físicas reales de supernovas de captura de electrones. Las inusuales características de SN 2018zd -a sólo 31 millones de años luz de distancia- pueden ser las primeras que hemos identificado correctamente.
"Esta supernova nos está ayudando literalmente a descifrar registros milenarios de culturas de todo el mundo", afirma el astrofísico Andrew Howell, de la Universidad de California en Santa Bárbara (UCSB). Y nos está ayudando a asociar una cosa que no entendemos del todo, la nebulosa del Cangrejo, con otra cosa de la que tenemos increíbles registros modernos, esta supernova".
"En el proceso nos está enseñando sobre física fundamental: cómo se hacen algunas estrellas de neutrones, cómo viven y mueren las estrellas extremas, y sobre cómo se crean los elementos de los que estamos hechos y se dispersan por el Universo".
Todas las estrellas están en una batalla constante con la gravedad, con la fusión en curso o con átomos densamente empaquetados que prolongan su vida. En el caso de las supernovas, lo normal es que un aumento de la masa provoque una explosión termonuclear desbocada (tipo I) o que la estrella se quede sin combustible y su núcleo de hierro se colapse (tipo II).
Sin embargo, incluso antes de este descubrimiento, los científicos sospechaban de un tercer escenario: que los electrones del núcleo de oxígeno-neón-magnesio de una estrella se estrellen contra los núcleos atómicos, provocando el colapso por su propio peso. Para ello se requiere un equilibrio muy preciso, ya que de lo contrario la estrella es demasiado pesada o ligera para ser arrastrada a su muerte de esta forma tan particular.
Los científicos ya habían deducido que una supernova de captura de electrones debía formarse a partir de una estrella rara y masiva de la rama gigante superasintótica (SAGB), y cumplir otros cinco criterios: una gran pérdida de masa antes de la fase de supernova, una composición química inusual, una explosión débil, baja radiactividad y un núcleo rico en neutrones.
Utilizando imágenes de archivo tomadas por el telescopio espacial Hubble antes de que SN 2018zd explotara, así como lecturas más recientes posteriores a la explosión, los astrónomos observaron que SN 2018zd cumplía los seis indicadores de una supernova de captura de electrones, la primera supernova registrada que lo hacía.
"Empezamos preguntando "¿qué es este bicho raro?", dice el astrofísico Daichi Hiramatsu, de la UCSB. "Luego examinamos todos los aspectos de SN 2018zd y nos dimos cuenta de que todos ellos pueden explicarse en el escenario de captura de electrones".
Aunque anteriormente se pensaba que la nebulosa del Cangrejo era el resultado de una supernova de captura de electrones, es mucho más complicado tratar de reconstruir la física de una explosión que se observó desde la Tierra hace mil años. La nueva investigación hace más probable que el evento de 1054 CE fuera una explosión de tipo III, y explica en parte su brillo.
El equipo cree que el material desprendido por la estrella que explotó colisionó con los restos de la supernova, aumentando su luminosidad en el cielo, ya que se observó que ocurrió exactamente el mismo efecto en SN 2018zd.
El astrónomo Ken Nomoto, de la Universidad de Tokio (Japón), que hizo aquella primera predicción de las supernovas de captura de electrones en 1980, ha podido ver su hipótesis respaldada con nuevos hallazgos descubiertos más de cuatro décadas después.
"Estoy muy satisfecho de que finalmente se haya descubierto la supernova de captura de electrones que mis colegas y yo predijimos que existía y que tenía una conexión con la nebulosa del Cangrejo hace 40 años", afirma Nomoto.
"Aprecio mucho los grandes esfuerzos realizados para obtener estas observaciones. Este es un caso maravilloso de combinación de observaciones y teoría".
Fuentes y referencias:
La investigación se ha publicado en Nature Astronomy.
Originalmente publicado en ScienceAlert