Un equipo dirigido por investigadores del Instituto de Tecnología de California ha observado la inusual muerte de una estrella masiva, una muy diferente a todo lo que se ha visto antes. Según un artículo publicado en la revista ScienceEl evento es la primera «supernova ultradestruida» registrada, una supernova sorprendentemente débil y que se desvanece rápidamente.
Las supernovas son explosiones titánicas que se producen cuando las estrellas masivas -al menos ocho veces la masa del Sol- agotan todo su combustible nuclear, haciendo que el núcleo se colapse antes de expandirse rápidamente hacia el exterior. Por lo general, una supernova expulsa una gran cantidad de material -muchas más veces la masa del Sol-, pero los investigadores vieron que el evento en cuestión, bautizado como «iPTF 14gqr», sólo expulsó materia equivalente a una quinta parte de la masa del Sol.
«Vimos una explosión habitual de una estrella que no se parece a nada que hayamos visto antes», dijo Anthony Piro, astrofísico teórico de los Observatorios Carnegie y autor del estudio Newsweek. «Normalmente, estas supernovas aumentan su brillo durante unas dos semanas y luego disminuyen durante muchos meses. Esta alcanzó su máximo brillo en menos de una semana».
«Para que una estrella explote de esta manera y tenga tan poca masa, debe haber sido masiva en el pasado, pero su material fue absorbido por una estrella compañera», dijo. «Y dado que esta pérdida de masa fue tan extrema, esa compañera tuvo que ser una estrella compacta y exótica, como un agujero negro, una enana blanca o una estrella de neutrones. De estas posibilidades, nos inclinamos por una estrella de neutrones compañera debido a los detalles de la explosión».
Las estrellas de neutrones son objetos increíblemente densos y compactos que quedan atrás cuando las estrellas masivas se desprenden de la mayor parte de sus capas externas en una supernova (siempre que la masa de la estrella que explota sea insuficiente para producir un agujero negro).
En el caso descrito en el último estudio, los astrónomos proponen que una supernova anterior ya había dejado atrás una estrella de neutrones antes de que iPTF 14gqr produjera otra, creando un sistema de estrellas de neutrones gemelas o «binarias». Aunque los científicos ya conocían los sistemas binarios de estrellas de neutrones, ésta podría ser la primera vez que han presenciado el nacimiento de uno.
Estos sistemas gemelos -que debieron comenzar como sistemas binarios de dos estrellas masivas- han planteado durante mucho tiempo un problema para los científicos. Esto se debe a que se creía que la explosión de la segunda estrella expulsaría la mayor parte de la masa restante, haciendo que el sistema no pudiera formar un par en primer lugar.
Pero ahora este equipo ha propuesto una nueva hipótesis, en la que la fuerza gravitatoria de la estrella de neutrones formada durante la primera supernova despoja la mayor parte de la capa exterior de la estrella restante. Cuando esta estrella «ultra despojada» explota entonces, la supernova tiene mucho menos material que expulsar y el sistema puede permanecer estable.
El iPTF 14gqr fue visto por primera vez en el Observatorio Palomar de San Diego como parte de un estudio nocturno -conocido como la Fábrica de Transitorios Intermedios de Palomar (iPTF)- que busca eventos cósmicos transitorios y de corta duración como las supernovas.
SDSS/Caltech
«Mirando hacia el futuro, este descubrimiento realmente abre un montón de posibilidades para encontrar más de estos eventos únicos», dijo Kishalay De, autor principal del estudio del Centro Cahill de Astrofísica en Caltech Newsweek. «Mientras que el iPTF hizo un trabajo realmente bueno al encontrar muchas supernovas a las pocas horas de la explosión, estamos intensificando nuestra búsqueda con su sucesor, el Zwicky Transient Facility [ZTF].»
«ZTF es casi 10 veces más rápido que iPTF en el escaneo de los cielos, por lo que esperamos encontrar muchos más de estos eventos justo después de su explosión y seguirlos con nuestra red global de telescopios llamada GROWTH», dijo. «Encontrar más de estos eventos nos dirá cómo se forman estas binarias, dónde se forman y con qué frecuencia se forman, todo lo cual es crucial para nuestra comprensión teórica de estos sistemas».
Según Piro, los últimos hallazgos llegan en un momento de creciente interés por las estrellas de neutrones.
«Últimamente ha habido mucho entusiasmo por las binarias de estrellas de neutrones», dijo. «El pasado mes de agosto se observó la fusión de una binaria de estrellas de neutrones por primera vez con ondas gravitacionales mediante LIGO-.[this] fue nombrado el avance científico del año. Sin embargo, los sucesos que hacen a estas importantes binarias han sido un misterio para nosotros hasta ahora. Con iPTF 14gqr, por fin tenemos nuestro primer ejemplo de cómo debería ser».
«Las estrellas de neutrones son estrellas realmente locas: un trozo del tamaño de un terrón de azúcar de una estrella de neutrones tiene tanta masa como todos los seres humanos de la Tierra juntos. Como son sistemas tan extremos, son excelentes sondas de la Teoría de la Relatividad General de Einstein», dijo.
Las estrellas de neutrones suelen medir entre 16 y 20 kilómetros de diámetro, lo que es muy pequeño en comparación con la mayoría de las estrellas. A pesar de ello, suelen tener una masa mayor que la de nuestro Sol como resultado de sus increíblemente altas densidades. Esta densidad genera potentes campos gravitatorios. De hecho, el campo gravitatorio en la superficie de una estrella de neutrones es unas 200.000 millones de veces mayor que el de la Tierra. Las estrellas también pueden girar a una velocidad increíble, hasta varios cientos de veces por segundo.
Este artículo ha sido actualizado para incluir comentarios adicionales de Kishalay De y Anthony Piro.
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