Una supernova recién descubierta complica las teorías de su génesis

Supernova ASASSN-18bt. Crédito: El proyecto All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN), el telescopio panorámico de reconocimiento y el sistema de respuesta rápida (Pan-STARRS) y el telescopio espacial Kepler de la NASA

La luz de las primeras horas de la explosión reveló que la génesis de estos fenómenos es incluso más misteriosa de lo que se pensaba. 

Una supernova descubierta por un grupo internacional de astrónomos, incluidos los de Holegie y Maria Drout de Carnegie, y dirigida por Ben Shappee de la Universidad de Hawai, ofrece una visión sin precedentes de los primeros momentos de una violenta explosión estelar. La luz de las primeras horas de la explosión mostró un patrón inesperado, que Anthony Piro de Carnegie analizó para revelar que la génesis de estos fenómenos es incluso más misteriosa de lo que se pensaba. 

Sus hallazgos se publican en un trío de artículos en The Astrophysical Journal y The Astrophysical Journal Letters. (Puedes leerlos aquí , aquí y aquí .) 

Las supernovas de tipo Ia son fundamentales para nuestra comprensión del cosmos. Sus hornos nucleares son cruciales para generar muchos de los elementos que nos rodean, y se utilizan como reglas cósmicos para medir distancias en todo el universo. A pesar de su importancia, el mecanismo real que desencadena una explosión de supernova Tipo Ia ha permanecido esquivo durante décadas. 

Es por eso que atraparlos en el acto es crucial. 

Los astrónomos han intentado durante mucho tiempo obtener datos detallados en los momentos iniciales de estas explosiones, con la esperanza de descubrir cómo se desencadenan estos fenómenos. Esto finalmente ocurrió en febrero de este año con el descubrimiento de una supernova Tipo Ia llamada ASASSN-18bt (también conocida como SN 2018oh). 

Seis imágenes que muestran la galaxia anfitriona de la supernova recién descubierta ASASSN-18bt. La fila superior muestra tres imágenes antes de la explosión tomada por Pan-STARRS, ASAS-SN y Kepler. La fila inferior muestra imágenes de ASAS-SN y Kepler después de que la supernova era visible. La imagen de descubrimiento del equipo ASAS-SN está en la parte inferior central. A su izquierda hay una versión con todas las estrellas circundantes eliminadas, que muestra solo la salida de luz de la nueva supernova. En la parte inferior derecha hay una imagen de Kepler después de que se detectó la supernova. La precisión de Kepler fue crucial para comprender la luz de ASASSN-18bt en las primeras horas después de la explosión. Crédito: El proyecto All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN), el telescopio panorámico de reconocimiento y el sistema de respuesta rápida (Pan-STARRS) y el telescopio espacial Kepler de la NASA

ASASSN-18bt fue descubierta por All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN), una red internacional de telescopios con sede en la Universidad Estatal de Ohio que rutinariamente escanea el cielo en busca de supernovas y otras explosiones cósmicas. El telescopio espacial Kepler de la NASA pudo tomar simultáneamente datos complementarios de este evento. Kepler fue diseñado para ser increíblemente sensible a pequeños cambios en la luz por su misión de detectar planetas extrasolares, por lo que pudo obtener información especialmente detallada sobre la génesis de la explosión. 

"ASASSN-18bt es la supernova más cercana y brillante observada por Kepler, por lo que ofreció una excelente oportunidad para probar las teorías predominantes de la formación de supernovas", dijo Shappee, autor principal del documento sobre la curva de luz en el descubrimiento y la época temprana y antiguo alumno de Carnegie. 

Combinando datos de ASAS-SN, Kepler y telescopios de todo el mundo, los astrónomos se dieron cuenta de que ASASSN-18bt parecía inusual durante sus primeros días. 

"Muchas supernovas muestran un aumento gradual de la luz que emiten", dijo Drout, quien fue nombrado conjuntamente en la Universidad de Toronto. "Pero para este evento, se puede ver claramente que algo inusual y emocionante está sucediendo en los primeros tiempos: una emisión adicional inesperada". 

Las supernovas de tipo Ia se originan a partir de la explosión termonuclear de una estrella enana blanca, el núcleo muerto dejado por una estrella similar al Sol después de agotar su combustible nuclear. Se debe agregar material a la enana blanca de una estrella compañera para desencadenar la explosión, pero la naturaleza de la estrella compañera y la forma en que se transfiere el combustible ha sido debatida durante mucho tiempo. 

Una posibilidad es que esta luz adicional vista durante los primeros tiempos de la supernova podría ser la explosión de una enana blanca que chocó con la estrella compañera. Si bien esta fue la hipótesis inicial, las comparaciones detalladas con el trabajo de modelado teórico de Piro demostraron que esta luz adicional puede tener un origen diferente e inexplicable. 

"Si bien el fuerte aumento en el brillo inicial de ASASSN-18bt podría indicar que la explosión colisiona con otra estrella, nuestros datos de seguimiento no se ajustan a las predicciones de cómo debería verse esto", dijo Holoien. “Otras posibilidades, como una distribución inusual de material radiactivo en la estrella explotada, son una mejor explicación de lo que vimos. Esperamos que más observaciones de ASASSN-18bt y más descubrimientos tempranos como este nos ayuden a diferenciar entre diferentes modelos y a comprender mejor los orígenes de estas explosiones". 

"La naturaleza siempre está encontrando nuevas maneras de sorprendernos, y observaciones únicas como esta son excelentes para motivar nuevos enfoques creativos sobre cómo pensamos acerca de estas explosiones", agregó Piro. "Como teórico de los Observatorios Carnegie, es muy útil e inspirador para estar cerca de los observadores que están haciendo estas medidas clave". 

Esto apoya una hipótesis expuesta en un trabajo reciente del Proyecto Carnegie Supernova, dirigido por Maximilian Stritzinger de la Universidad Aarhus y codirigido por Shappee y Piro, de que puede haber dos poblaciones distintas de supernovas de Tipo Ia, aquellas que muestran una emisión temprana y aquellas que no haga. 

Gracias a ASAS-SN y la próxima generación de encuestas que ahora monitorean el cielo cada noche, los astrónomos encontrarán aún más supernovas nuevas y las atraparán en el momento de la explosión. A medida que se encuentren y estudien más de estos eventos, esperamos encontrar la solución al misterio de larga data de cómo se originan estas explosiones estelares. 

Fuente: Carnegie Institution for Science,