Una mirada a la formación de un cuerpo celeste supercompacto: los astrónomos observaron una explosión de supernova en un sistema estelar binario en el que uno de sus integrantes se transformó en una estrella de neutrones o un agujero negro. Según los científicos, esta es la primera evidencia directa de que estos cuerpos celestes especiales pueden surgir de una supernova.
Estallidos astronómicos acompañados de una luz deslumbrante: Las explosiones de supernova de tipo 2 se producen cuando una estrella masiva ha agotado su suministro de combustible y colapsa por su propio peso. Esto libera enormes cantidades de energía, que se descargan con una fuerza gigantesca. Los astrónomos suponen que tras esta forma de explosión de supernova de la estrella se forma un remanente extremadamente compacto: si fuera particularmente masivo, se convertiría en un agujero negro, un objeto con un efecto gravitacional tan fuerte del que ni siquiera la luz puede escapar. Sin embargo, con una masa inicial ligeramente menor se forma una estrella de neutrones, que también es un cuerpo celeste extremadamente denso.
Las observaciones astronómicas ya han demostrado la formación de estos objetos supercompactos tras explosiones de supernovas. Sin embargo, más tarde la atención se centró en los restos: el proceso en sí aún no ha sido observado en tiempo real. «Con nuestro trabajo creamos un vínculo muy directo», afirma Ping Chen del Instituto Weizmann de Ciencias de Rehovot. Es el primer autor de la publicación en la revista Nature, uno de los dos estudios que informan sobre el descubrimiento. Ambos se basan en el descubrimiento de un astrónomo aficionado: en mayo de 2022 Berto Monard reconoció el resplandor de una supernova en la galaxia NGC 157, a 75 millones de años luz de distancia. Luego, dos grupos de astrónomos fijaron su mirada en esta explosión estelar, denominada SN 2022jli.
“Parpadeo” después de la supernova
Los astrónomos descubrieron de forma independiente una peculiaridad que dio lugar a las dos publicaciones. Después de la explosión, el brillo de la mayoría de las supernovas suele disminuir de manera constante: hay una disminución uniforme en la curva de luz. Pero este no fue el caso de SN 2022jli: aunque el brillo general disminuyó, SN 2022jli parpadeaba ligeramente cada doce días aproximadamente. «Vemos una secuencia repetida de mejora y atenuación en los datos», dice Thomas Moore de la Queen’s University de Belfast, autor principal del segundo estudio, publicado en el Astrophysical Journal. “Es la primera vez que se detectan oscilaciones periódicas repetidas a lo largo de muchos ciclos en la curva de luz de una supernova”, afirma el estudio.
Ambos grupos de astrónomos han llegado a la misma explicación para este fenómeno: creen que la presencia de más de una estrella en el sistema SN 2022jli provocó el efecto. En otras palabras: la supernova ocurrió en un sistema estelar binario. La peculiaridad es que la estrella compañera sobrevivió a la explosión de su compañera. Al parecer, los restos de supernova y la estrella compañera continúan orbitando entre sí, explican los astrónomos. Los autores de la publicación de Nature también pudieron proporcionar información más detallada basada en datos de varios instrumentos de medición, incluido el X-Shooter del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile.
Una estrella de neutrones o un agujero negro se hacen sentir
En los datos, los investigadores encontraron evidencia de movimientos periódicos de gas hidrógeno y estallidos de rayos gamma en el sistema. Se pueden explicar por los procesos de desarrollo que siguieron a la supernova: según ellos, la atmósfera rica en hidrógeno de la estrella compañera se expandió al interactuar con el material expulsado durante la explosión. A través de esta «burbuja», el resto compacto de la compañera explotada hizo sentir su presencia: cada vez que cruzaba la atmósfera de la estrella compañera en su órbita, atraía gas hacia sí misma y formaba así un disco de materia caliente y luminoso a su alrededor. . Este efecto periódico se hizo evidente en las observaciones como una fluctuación regular del brillo, explican los astrónomos.
El objeto compacto que extrae materia de la hinchada atmósfera de la estrella compañera no se puede ver directamente. Pero basándose en su efecto, los investigadores concluyen que debe ser una estrella de neutrones invisible o un agujero negro. Por primera vez se ha demostrado una relación directa entre la muerte explosiva de una estrella masiva y la formación de los objetos más compactos del universo.
Ahora se espera que este apasionante sistema permanezca en el centro de la astronomía. Es posible que se pueda obtener información aún más precisa sobre la naturaleza del objeto compacto o el desarrollo posterior del sistema estelar binario. Entre otras cosas, los astrónomos esperan obtener una visión más amplia que podría ser posible gracias al Telescopio Extremadamente Grande de ESO, que actualmente está en construcción y se espera que entre en funcionamiento a finales de esta década.
Fuente: ESO, artículo técnico: Nature doi: 10.1038/s41586-023-06787-x
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06787-x
Las cartas del diario astrofísico, doi: 10.3847/2041-8213/acfc25
