15 de agosto de 2022

Interpretación artística de una estrella supergigante roja en transición a una supernova de Tipo II

Interpretación artística de una estrella supergigante roja en transición a una supernova de Tipo IIW. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

Ciencia

Observan por primera vez la muerte en directo de una estrella supergigante roja

Este tipo de cuerpos, cuyo tamaño puede llegar a superar en un millar de veces al del Sol, explotan y dan lugar a las llamadas supernovas

¿Qué hace una estrella supergigante roja al morir, es decir, antes de dar lugar a una supernova? Explotar violentamente tras quemar hidrógeno, helio y otros elementos integrantes de su núcleo.
Así lo corroboró un equipo de investigadores en octubre de 2020, tras tener el privilegio de observar, por primera vez hasta la fecha, los instantes previos al colapso de un cuerpo celeste como este, cuyo tamaño por lo general supera entre varios centenares y un millar de veces al del Sol. El fenómeno, cuyo análisis fue publicado el jueves en la revista The Astrophysical Journal, supone «un gran avance en nuestra comprensión de lo que hacen las estrellas masivas momentos antes de morir», subrayan los autores.
Utilizando dos telescopios situados en la isla de Hawái (uno del Instituto de Astronomía Pan-STARRS de la Universidad de Hawái y otro del Observatorio WM Keck), el equipo, que realizaba el estudio YSE (Young Supernova Experiment) observó a la supergigante roja por primera vez en el verano de 2020, 130 días antes de su detonación mortal. Unos meses después, en octubre, una supernova iluminó el cielo.
El equipo capturó rápidamente el poderoso flash y obtuvo el primer espectro de la explosión energética, llamado supernova 2020tlf, o SN 2020tlf, utilizando el espectrómetro de imágenes de baja resolución (LRIS) del Observatorio Keck. Los datos mostraron evidencia directa de material circunestelar denso que rodeaba a la estrella en el momento de la explosión, probablemente el mismo gas que Pan-STARRS había visto expulsado violentamente en la estrella supergigante a principios de verano.
«Keck fue fundamental para proporcionar evidencia directa de una estrella masiva en transición hacia una explosión de supernova», dice la autora principal Raffaella Margutti, profesora asociada de Astronomía en UC Berkeley. «Es como ver una bomba de tiempo. Nunca hasta ahora habíamos confirmado una actividad tan violenta en una estrella supergigante roja moribunda, al verla producir una emisión tan luminosa y luego colapsar y arder».
El equipo continuó monitoreando SN 2020tlf después de la explosión y, basándose en datos obtenidos del Espectrógrafo de Imágenes Profundas y Multi-Objeto del Observatorio Keck (DEIMOS) y del Espectrógrafo Echellette de Infrarrojo Cercano (NIRES), determinaron que la estrella supergigante roja progenitora de SN 2020tlf, ubicada en la galaxia NGC 5731 a unos 120 millones de años luz de la Tierra, era 10 veces más masiva que el Sol.
El descubrimiento desafía las ideas anteriores de cómo evolucionan las estrellas supergigantes rojas justo antes de explotar. Antes de esto, todas las supergigantes rojas observadas antes de explotar estaban relativamente inactivas: no mostraban evidencia de erupciones violentas o emisión luminosa, como se observó antes de SN 2020tlf.
Sin embargo, esta nueva detección de radiación brillante proveniente de una supergigante roja en el último año antes de explotar sugiere que al menos algunas de estas estrellas deben sufrir cambios significativos en su estructura interna que luego resultan en la tumultuosa eyección de gas momentos antes de colapsar. Tras explotar, además, todo lo que queda es el hierro de la estrella, el cual, al no poder fusionarse, la deja sin energía y colapsa, dando así lugar a la supernova.
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