Los astrónomos han encontrado un vínculo directo entre la muerte explosiva de estrellas masivas y la formación de los objetos más compactos y enigmáticos del Universo: los agujeros negros y las estrellas de neutrones. Con la ayuda del Very Large Telescope (VLT) de ESO y el New Technology Telescope (NTT) del Observatorio Europeo Austral, dos equipos pudieron observar las consecuencias de la explosión de una supernova en una galaxia cercana, encontrando evidencia del misterioso objeto compacto que dejó detrás.
Cuando las estrellas masivas llegan al final de sus vidas, colapsan bajo su propia gravedad tan rápidamente que se produce una violenta explosión conocida como supernova. Los astrónomos creen que, después de toda la emoción de la explosión, lo que queda es el núcleo ultradenso, o remanente compacto, de la estrella. Dependiendo de la masa de la estrella, el remanente compacto será una estrella de neutrones (un objeto tan denso que una cucharadita de su material pesaría alrededor de un billón de kilogramos aquí en la Tierra) o un agujero negro (un objeto del que nada, ni siquiera Incluso la luz puede escapar.
Los astrónomos han encontrado muchas pistas que apuntan a esta cadena de eventos en el pasado, como el hallazgo de
una estrella de neutrones dentro de la Nebulosa del Cangrejo , la nube de gas que quedó cuando una estrella explotó hace casi mil años. Pero nunca antes habían visto este proceso ocurrir en tiempo real, lo que significa que la evidencia directa de una supernova dejando atrás un remanente compacto sigue siendo difícil de alcanzar. " En nuestro trabajo, establecemos un vínculo tan directo ", dice Ping Chen, investigador del Instituto Weizmann de Ciencias, Israel, y autor principal de un estudio publicado hoy en Nature y presentado en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans. , EE.UU.
El golpe de suerte de los investigadores llegó en mayo de 2022, cuando el astrónomo aficionado sudafricano Berto Monard descubrió la supernova SN 2022jli en el brazo espiral de la cercana galaxia NGC 157, situada a 75 millones de años luz de distancia. Dos equipos distintos centraron su atención en las consecuencias de esta explosión y descubrieron que tenía un comportamiento único.
Después de la explosión, el brillo de la mayoría de las supernovas simplemente se desvanece con el tiempo; Los astrónomos ven una disminución suave y gradual en la "curva de luz" de la explosión. Pero el comportamiento de SN 2022jli es muy peculiar: a medida que el brillo general disminuye, no lo hace suavemente, sino que oscila hacia arriba y hacia abajo cada 12 días aproximadamente. " En los datos de SN 2022jli vemos una secuencia repetida de brillo y desvanecimiento ", dice Thomas Moore, estudiante de doctorado en la Queen's University de Belfast, Irlanda del Norte, quien dirigió un estudio de la supernova publicado a fines del año pasado en el Astrophysical Journal . " Esta es la primera vez que se detectan oscilaciones periódicas repetidas, a lo largo de muchos ciclos, en una curva de luz de supernova ", señaló Moore en su artículo.
Tanto el equipo de Moore como el de Chen creen que la presencia de más de una estrella en el sistema SN 2022jli podría explicar este comportamiento. De hecho, no es inusual que estrellas masivas estén en órbita con una estrella compañera en lo que se conoce como sistema binario, y la estrella que causó SN 2022jli no fue una excepción. Lo notable de este sistema, sin embargo, es que la estrella compañera parece haber sobrevivido a la muerte violenta de su compañera y los dos objetos, el remanente compacto y la compañera, probablemente siguieron orbitando entre sí.
Los datos recopilados por el equipo de Moore, que incluyeron observaciones con el NTT de ESO en el desierto de Atacama en Chile, no les permitieron precisar exactamente cómo la interacción entre los dos objetos causó los altibajos en la curva de luz. Pero el equipo de Chen hizo observaciones adicionales. Encontraron las mismas fluctuaciones regulares en el brillo visible del sistema que había detectado el equipo de Moore, y también detectaron movimientos periódicos de gas hidrógeno y estallidos de rayos gamma en el sistema. Sus observaciones fueron posibles gracias a una flota de instrumentos en tierra y en el espacio, incluido el X-shooter en el VLT de ESO , también ubicado en Chile.
Al reunir todas las pistas, los dos equipos generalmente coinciden en que cuando la estrella compañera interactuó con el material expulsado durante la explosión de la supernova, su atmósfera rica en hidrógeno se volvió más hinchada de lo habitual. Luego, cuando el objeto compacto que quedó tras la explosión atravesara la atmósfera de su compañero en su órbita, robaría gas hidrógeno, formando un disco caliente de materia a su alrededor. Este robo periódico de materia, o acreción, liberó mucha energía que se recogió como cambios regulares de brillo en las observaciones.
Aunque los equipos no pudieron observar la luz proveniente del objeto compacto en sí, concluyeron que este robo de energía sólo puede deberse a una estrella de neutrones invisible, o posiblemente a un agujero negro, que atrae materia de la atmósfera hinchada de la estrella compañera. " Nuestra investigación es como resolver un rompecabezas reuniendo todas las pruebas posibles ", afirma Chen. “ Todas estas piezas alineadas conducen a la verdad. "
Con la presencia de un agujero negro o una estrella de neutrones confirmada, todavía queda mucho por desentrañar sobre este enigmático sistema, incluida la naturaleza exacta del objeto compacto o qué final podría esperarle a este sistema binario. Los telescopios de próxima generación, como el Extremely Large Telescope de ESO , que comenzará a funcionar a finales de esta década, ayudarán en esto, permitiendo a los astrónomos revelar detalles sin precedentes de este sistema único. https://www.eso.org/public/news/eso2401/?lang
No hay comentarios:
Publicar un comentario