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UNA EXPLOSIÓN SILENCIOSA

24 de Julio de 2008

Un equipo liderado por astrónomos europeos encontró evidencias de que cierta supernova reciente no sería tan normal como se suponía. La explosión de la estrella habría originado un agujero negro, acompañado de un débil chorro de materia, fenómeno típico de eventos mucho más violentos conocidos como estallidos de rayos gamma. Esto convierte al objeto SN 2008D en una de las explosiones más débiles que se conocen, capaz de expulsar un chorro de materia a alta velocidad.

Estos sorprendentes resultados, basados en parte en observaciones realizadas con el Very Large Telescope de ESO, son publicados en Science Express, la versión online de la prestigiosa revista Science.

Las estrellas que nacen con una masa 8 veces superior a la de nuestro Sol terminan su vida relativamente corta en un cataclismo cósmico que enciende el Universo. Esto conduce a la formación de los objetos más densos que existen, estrellas de neutrones y agujeros negros. Al explotar, algunas estrellas masivas emiten un breve gemido de agonía bajo la forma de un estallido de luz muy energético, como rayos X o rayos gamma.

El 9 de enero de 2008, el telescopio Swift de la NASA/STFC/ASI descubrió casualmente un estallido de rayos X de 5 minutos de duración que provenía de la galaxia espiral NGC 2770, situada a 90 millones de años-luz de distancia hacia la constelación Lince. El satélite Swift estaba estudiando una supernova que había explotado el año anterior en la misma galaxia, pero el estallido de rayos X venía de un lugar diferente y pronto se demostró que surgía de una supernova diferente, identificada como SN 2008D.

Investigadores del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF), el Instituto Max-Planck de Astrofísica (MPA), ESO y otras diversas instituciones han observado la supernova en gran detalle. El equipo es lideradopor Paolo Mazzali del Observatorio de Padua del INAF y el MPA.

Lo interesante de evento”, dice Mazzali, “es que la señal de rayos X era muy débil y ‘suave’, muy diferente a la de un estallido de rayos gamma y más en línea con lo que se espera de una supernova normal”.

Una vez que la supernova fue descubierta, el equipo rápidamente la observó desde el Observatorio de Asiago en el Norte de Italia y estableció que se trataba de una supernova Tipo Ic.

Estas son supernovas producidas por estrellas que han perdido sus capas exteriores ricas en hidrógeno y helio antes de explotar, y son el único tipo de supernovas que se asocian con estallidos de rayos gamma (largos)”, explica Mazzali. “¡Este objeto resulta por lo tanto aún más interesante!

A principios de este año, un equipo independiente de astrónomos informó en la revista Nature que SN 2008D corresponde a una supernova bastante normal. El hecho que se detectaran rayos X fue debido a que, según los astrónomos, por primera vez se había logrado la fortuna de captar la estrella en el acto de explotar.

Mazzali y su equipo piensan de otra manera. “Nuestras observaciones y modelamientos muestran que se trata de un evento bastante excepcional, que puede ser mejor explicado en términos de un objeto que se encuentra en el límite entre supernovas normales y estallidos de rayos gamma”.

El equipo diseñó una campaña de observación para monitorear la evolución de la supernova usando telescopios nacionales y de ESO, recopilando una gran cantidad de datos. El comportamiento inicial de la supernova indicó que era un evento altamente energético, aunque no tan poderoso como un estallido de rayos gamma. Después de algunos días, sin embargo, los espectros de la supernova comenzaron a cambiar. En particular, aparecieron líneas de Helio, demostrando que la estrella progenitora no fue destrozada con la misma intensidad que alcanzan las supernovas asociadas a los estallidos de rayos gamma.

Durante los años, Mazzali y su grupo han desarrollado modelos teóricos para analizar las propiedades de las supernovas. Cuando estos modelos se aplicaron a SN2008D, indicaron que la estrella progenitora tuvo en su origen una masa equivalente a 30 veces el Sol, pero había perdido tanta masa que en el momento de la explosión la estrella tenía una masa de sólo 8-10 masas solares. El resultado probable del colapso de una estrella tan masiva es un agujero negro.

Dado que las masas y energías involucradas son más pequeñas que las de cualquier supernova conocida con estallido de rayos gamma asociado, pensamos que el colapso de la estrella dio origen a un chorro débil, y que la presencia de la capa de Helio hizo aún más difícil para el chorro permanecer colimado, así que cuando la señal emergió a la superficie estelar era débil”, dice Massimo Della Valle, coautor.

El escenario que proponemos implica que la actividad interna del tipo estallidos de rayos gamma, existe en todas las supernovas que forman un agujero negro”, agrega el coautor Stefano Valenti.

A medida que nuestros instrumentos de rayos X y rayos gamma se vuelven más avanzados, vamos lentamente develando las diversas propiedades de las explosiones estelares”, explica Guido Chincarini, coautory el Investigador Principal de la investigación italiana sobre estallidos de rayos gamma. “Los estallidos de rayos gamma brillantes fueron los más fáciles de descubrir, y ahora estamos viendo variaciones en este tema que conectan estos eventos especiales con otros más normales”.

Este importante descubrimiento permite ahondar en el conocimiento de cómo las estrellas masivas terminan sus vidas, produciendo densos objetos e inyectando nuevos elementos químicos de vuelta al gas que dará origen a nuevas estrellas.

El artículo “The metamorphosis of Supernova SN 2008D/XRF 080109: a link between Supernovae and GRBs/Hypernovae, por Paolo Mazzali et al.” aparece publicado en la edición del 24 de Julio de 2008 de Science Express.

Contactos

Paolo Mazzali
INAF-Osservatorio Astronomico di Padova (Italy) and Max-Planck Insitute for Astrophysics
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 30000-2221
Correo electrónico: mazzali@MPA-Garching.MPG.de

Massimo Della Valle
INAF-Capodimonte Astronomical Observatory (Italy) and ESO
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 320 6851
Móvil: +39 3394320350
Correo electrónico: mdellava@eso.org

Guido Chincarini
INAF-Osservatorio Astronomico di Brera
Brera , Italy
Tlf.: +39 39 999 1157
Móvil: +39 39 999 1157
Correo electrónico: guido.chincarini@brera.inaf.it

Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso0823.
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Acerca de la nota de prensa

Nota de prensa No.:eso0823-es
Legacy ID:PR 23/08
Nombre:SN 2008D
Facility:Very Large Telescope
Science data:2008Sci...321.1185M

Imágenes

NGC 2770, SN 2007uy and SN 2008D
NGC 2770, SN 2007uy and SN 2008D
NGC 2770 and its 2 supernovae (annotated)
NGC 2770 and its 2 supernovae (annotated)
NGC 2770 and its 2 supernovae (without text)
NGC 2770 and its 2 supernovae (without text)

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