Las supernovas opacas proporcionan pistas sobre la evolución estelar

Impresión del artística de una supergigante roja rodeada de una materia circunestelar densa. (Crédito

Al final de su vida, una estrella supergigante roja explota en una supernova rica en hidrógeno. Al comparar los resultados de la observación con los modelos de simulación, un equipo de investigación internacional descubrió que en muchos casos esta explosión tiene lugar dentro de una espesa nube de materia circunestelar que envuelve a la estrella. Este resultado cambia por completo nuestra comprensión de la última etapa de la evolución estelar. 

El equipo de investigación dirigido por Francisco Förster en la Universidad de Chile usó el Telescopio Blanco para encontrar 26 supernovas provenientes de supergigantes rojas. Su objetivo era estudiar la ruptura del choque, un breve destello de luz que precedía a la explosión de la supernova principal. Pero no pudieron encontrar ninguna señal de este fenómeno. Por otro lado, 24 de las supernovas se iluminaron más rápido de lo esperado. 

Para resolver este misterio, Takashi Moriya en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) simuló 518 modelos de variaciones de brillo de supernovas y los comparó con los resultados observacionales. El equipo descubrió que los modelos con una capa de materia circunestelar alrededor del 10 por ciento de la masa del Sol que rodea las supernovas coincidían bien con las observaciones. Esta materia circunestelar oculta la ruptura del choque, atrapando su luz. La colisión posterior entre el material expulsado de la supernova y la materia circunestelar crea una onda de choque fuerte que produce luz adicional, lo que hace que brille más rápidamente. 

Curva de luz (puntos) de "SNHiTS15aw", una de las supernovas observadas, en comparación con el modelo estándar (línea punteada), y simulaciones de este estudio (líneas continuas). La curva de luz observada se eleva más rápido que el modelo estándar y coincide muy bien con los resultados de la simulación. (Crédito: Förster et al. Nature Astronomy 2018, modificado) 

Moriya explica: "Cerca del final de su vida, algún mecanismo en el interior de la estrella debe hacer que se vierte masa que luego forma una capa alrededor de la estrella. Todavía no tenemos una idea clara del mecanismo que causa esta pérdida de masa. Se necesitan más estudios para comprender mejor el mecanismo de pérdida de masa. Esto también será importante para revelar el mecanismo de explosión de la supernova y el origen de la diversidad en las supernovas ". 

Estas observaciones fueron realizadas por el Telescopio Blanco en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo durante seis noches en 2014 y ocho noches en 2015. Las simulaciones de Moriya se realizaron en el centro de PC de NAOJ para computación Astrofísica. Esta investigación fue publicada en Nature Astronomy el 3 de septiembre de 2018 (Förster et al. 2018, "El retraso de la ruptura del choque debido al material circunestelar evidente en la mayoría de las supernovas de tipo II").

Fuente: NAOJ National Astronomical Observatory of Japan,