Hubble descubre una estrella esquiva y perdida

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Las estrellas son como las personas: envían su deslumbrante luz a través del Cosmos por un momento, pero no duran para siempre en la tragicomicia universal de nuestra existencia. Las supernovas anuncian las explosiones fatales de estrellas masivas que han llegado al final de ese largo camino estelar, después de haber quemado el suministro necesario de combustible de fusión nuclear, y han perecido de manera brillante y bella, mientras gritan explosivamente en el olvido. Una de las formas en que los astrónomos buscan pistas, insinuando cómo estas estrellas masivas se inflan, es a la caza de lo que se denomina la estrella progenitora de la supernova. Para cumplir su misión, los astrónomos esquivan cuidadosamente las imágenes de los telescopios de archivo e intentan determinar la ubicación precisa y la identidad de la estrella progenitora antes de que se deshaga en pedazos. En noviembre de 2020, por primera vez, un equipo de astrónomos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena anunció que ha descartado razonablemente un progenitor estelar para una clase de supernova conocida como T ype Ic (que se pronuncia «one-C») . De todas las clases de supernovas, esta es la única que no tuvo un progenitor estelar conocido hasta su descubrimiento. Por esta razón, su identificación fue considerada por los astrónomos como una especie de Santo Grial.

La supernova Type Ic , llamada SN 2020 , fue descubierta por primera vez en mayo de 2020 por astrónomos que utilizan los Observatorios Tenagra en Arizona. Se encuentra en una galaxia espiral llamada NGC 3938 , que se encuentra a unos 65 millones de años luz de la Tierra. Los astrónomos de Caltech pudieron rastrear con éxito el progenitor de esta supernova utilizando imágenes de archivo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA (HST), obtenidas en 2007.

«Se envió una alerta cuando se encontró la supernova. Una vez que eso sucede, no se puede dormir y hay que movilizarse para tratar de encontrar el progenitor de la explosión. Imágenes nuevas y de archivo del Hubble . Las nuevas imágenes fueron esenciales para identificar al candidato. ubicación del progenitor «, señaló el Dr. Schuyler Van Dyk en un comunicado de prensa de JPL del 15 de noviembre de 2020 . El Dr. Van Dyk es un científico del personal de IPAC , que es un centro de datos y ciencia ubicado en Caltech.

El progenitor resultó ser una estrella luminosa y muy caliente, y se cree que es una estrella individual masiva de 48 a 49 veces la masa solar o un sistema binario masivo en el que la estrella que fue supernova pesó a una altura considerable. a 80 veces la masa de nuestro sol.

Supernovas tipo Ic

Las supernovas tipo Ic , y sus primos cercanos, las supernovas tipo Ib , son clasificaciones de supernovas que resultan del colapso del núcleo explosivo de estrellas masivas. Estas estrellas condenadas han arrojado, o han sido despojadas más suavemente, de su envoltura exterior de gas hidrógeno. Cuando las supernovas Tipo Ic y Tipo Ib se comparan con las supernovas Tipo Ia , no muestran la línea de absorción de silicio. Cuando se comparan con el Tipo Ib , se cree que las supernovas Tipo Ic perdieron más de su envoltura gaseosa original, incluida la mayor parte de su helio. Los astrónomos generalmente se refieren a los dos tipos como «supernovas de colapso de núcleo despojado».

Todas las estrellas, independientemente de su masa, producen energía mediante el proceso de fusión nuclear de los elementos atómicos, que crea elementos más pesados ​​a partir de elementos más ligeros. A diferencia de nuestro Sol relativamente pequeño, las estrellas más masivas contienen suficiente masa para fusionar elementos que tienen una masa atómica mayor que el hidrógeno y el helio, aunque a temperaturas y presiones cada vez mayores y mayores. Este aumento da como resultado una «vida» más corta para las estrellas masivas. Las estrellas pequeñas, como nuestro Sol, «viven» en la rama que quema hidrógeno del Diagrama de Hertzsprung-Russell de Evolución Estelar durante unos 10 mil millones de años. En contraste dramático, las estrellas masivas «viven» rápido y «mueren» jóvenes. Cuanto más masiva es la estrella, más corta es su «vida». Una estrella fuerte fusiona elementos atómicos cada vez más pesados, que ocurren con hidrógeno y helio, y luego avanzan a través de la tabla periódica familiar hasta que se forma un núcleo de hierro y níquel. Debido a que la fusión nuclear de hierro o níquel no produce energía neta, no se puede producir una fusión adicional, lo que deja el núcleo de níquel-hierro de la estrella masiva inerte. Debido a la falta de salida de energía, se crea la presión térmica externa necesaria para que la estrella pesada rebote contra la fuerza interior implacable de su propia gravedad , el núcleo se contrae. Cuando la masa compactada del núcleo inerte de hierro y níquel hace excepciones, lo que se llama el límite de Chandrasekhar de 1.4 masas solares, la presión de radiación no puede contrarrestar la compresión gravitacional , y en cuestión de segundos se produce una catastrófica implicación del núcleo . En este punto, al carecer del soporte del núcleo interno ahora implosionado, el núcleo externo de la antigua estrella masiva colapsa hacia adentro bajo la fuerza implacable de la gravedad y alcanza una velocidad de hasta el 23% de la velocidad de la luz. La repentina y dramática compresión aumenta la temperatura del núcleo interno hasta en 100 mil millones de grados Kelvin. El colapso del núcleo interno se detiene por degeneración de neutrones , lo que resulta en la implosión de rebotar y rebotar hacia afuera. La energía de la onda de choque en expansión interrumpe el material estelar que lo recubre y lo acelera para escapar de la velocidad. Se produce una supernova de tipo II , horrible y brillante, y donde una vez hubo una estrella masiva ya no hay una estrella. Dependiendo de la fuerte masa de la estrella progenitora , el recuerdo que deja para recordar al Universo de su existencia anterior será una estrella de neutrones del tamaño de una ciudad densa o un agujero negro de masa estelar.

Las estrellas pequeñas van a su inevitable gran final de manera diferente. Las supernovas de tipo Ia , a diferencia de las supernovas de tipo II de colapso del núcleo, no se originan en la pira funeraria de una estrella progenitora masiva. Las supernovas de tipo Ia son las sobras catastróficas de las estrellas pequeñas, como nuestro Sol, que han perecido para convertirse en un tipo de reliquia estelar llamada una enana blanca. Nuestro Sol nunca perecerá en la terrible belleza que nace de una explosión Tipo Ia . Esto se debe a que nuestro Sol es una Estrella solitaria. Sin embargo, cuando las pequeñas estrellas de la masa de nuestro Sol permanecen en un sistema binario con otra estrella aún viva, es una fiesta lista para suceder. Si la maldición, una enana blanca como la de un vampiro, toma sin descanso gravitacionalmente el material de su estrella compañera, paga por su crimen «criticándose». Es decir, la enana blanca asesina obtiene suficiente masa de su compañero para alcanzar la masa crítica para hacerse pedazos, al igual que sus parientes estelares más masivos. Alternativamente, una supernova Tipo Ia también puede ocurrir cuando un dúo de enanas blancas , que componen un sistema binario, chocan entre sí. Cuando esto sucede, también resulta en una explosión de supernova Tipo Ia horrible.

Reunir cómo se produce cada uno de estos tipos de supernova (Tipo II, Tipo Ib, Tipo Ia y Tipo Ic) proporciona una mejor comprensión de cómo evolucionan las estrellas más masivas en el Universo.

Descubriendo un progenitor estelar condenado y esquivo

» Las supernovas tipo Ic ocurren con las estrellas más masivas. Pero nos sorprendió lo masiva que parece ser esta, y especialmente la posibilidad de un sistema de estrella doble masivo como el progenitor. Las supernovas tipo Ic podrían tener explosiones muy grandes. «estrellas individuales, alternativas, teorías más recientes apuntan a estrellas de menor masa en sistemas binarios como los orígenes de estas explosiones», Dr. Van Dyk explicó en el comunicado de prensa de Caltech del 15 de noviembre de 2020 .

El Tipo Ib y el Tipo Ic difieren del Tipo II porque sus progenitores estelares pierden sus envolturas externas de material que rodea sus núcleos centrales antes de convertirse en supernova. Los tipos Ib y Ic también difieren entre sí ligeramente en la composición química.

«Los orígenes de tales explosiones son relevantes para toda la comunidad astronómica, no solo para investigadores de supernovas. Ori Fox comentó en el comunicado de prensa de Caltech del 15 de noviembre de 2020. El Dr. Fox es un científico de apoyo en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore , Maryland.

El Dr. van Dyk continuó señalando en el mismo comunicado de prensa que «los astrónomos han estado tratando de encontrar a este progenitor durante unos 20 años. Los humanos no estarían aquí sin supernovas ; fabrican los elementos químicos con los que estamos hechos».

Los astrónomos también comentaron que deberían poder confirmar con certeza dónde han identificado el progenitor correcto de la explosión Tipo Ic en unos pocos años, utilizando el Hubble o el Telescopio Espacial James Webb entrante , que se lanzará en 2021. A medida que la supernova se debilita como se predijo, los astrónomos tendrán una visión clara de la región que lo rodea. Si el candidato a progenitor luminoso se identificó correctamente en las imágenes de archivo, habrá desaparecido y no debería ser detectado en las nuevas imágenes. Si los científicos aún ven al progenitor candidato, eso significa que se identificó erróneamente y alguna otra estrella oculta fue el verdadero culpable detrás de la explosión cataclísmica.

En Memoria de Marcos.

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