Supernova 1987A: El JWST revela una estrella de neutrones

Un equipo internacional dirigido por Mike Barlow del University College de Londres ha podido utilizar nuevos datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) para demostrar que es probable que haya una estrella de neutrones en el centro del remanente de la supernova 1987A. Los investigadores presentan sus resultados en la revista especializada “Science”.

El 23 de febrero de 1987, se midieron en la Tierra neutrinos (partículas extremadamente ligeras que interactúan débilmente) desde la dirección de la Gran Nube de Magallanes. Eran presagios de una gran explosión estelar que al día siguiente era tan brillante que se podía observar a simple vista. 1987A fue la supernova más brillante y más cercana a la Tierra en los últimos 400 años, pero durante 37 años no estuvo claro qué había en su centro: ¿es una estrella de neutrones? ¿O un agujero negro?

Una supernova de colapso del núcleo como 1987A ocurre cuando una estrella con una masa de entre ocho y diez masas solares explota al final de su vida porque se agota su combustible. Esto produce algunos de los elementos químicos más importantes, incluidos oxígeno, silicio y magnesio. El núcleo extinto de estas estrellas en explosión puede dejar tras de sí una estrella de neutrones compacta o crear un agujero negro al colapsar la estrella de neutrones poco después de su nacimiento. ¿Cómo se puede determinar cuál de estos objetos es ahora el foco de 1987A?

El equipo de Barlow estudió la supernova en longitudes de onda infrarrojas utilizando los instrumentos MIRI y NIRSpec del telescopio James Webb. Pueden penetrar las densas capas de gas y polvo que la estrella expulsó hacia el final de su vida. Estas observaciones sólo fueron posibles con el JWST. Los científicos han descubierto argón y azufre a los que se les han quitado electrones y, por tanto, están ionizados. Estos elementos se concentran cerca del centro del remanente de supernova y requieren mucha energía para excitarse y brillar.

El equipo realizó varias simulaciones para determinar exactamente cómo generar esta energía. Sólo se han debatido dos escenarios, los cuales apuntan a una estrella de neutrones: en el primer caso, una estrella de neutrones caliente a 100 millones de grados emite radiación ultravioleta y rayos X que pueden ionizar argón y azufre. En el segundo caso, una estrella de neutrones gira tan rápido que acelera las partículas de su entorno hasta casi la velocidad de la luz, que luego chocan con el argón y el azufre. El segundo escenario también se ajusta a estudios previos que examinaron los rayos X de 1987A, que favorecían una estrella de neutrones que giraba rápidamente con un viento de partículas como causa.

Los investigadores tienen la suerte de poder comparar 1987A con su estrella original porque existen imágenes anteriores de ella. Esto significó que por primera vez se pudo seguir en detalle el proceso de una supernova. En unos pocos años, a medida que la nube de polvo expulsada continúe expandiéndose y adelgazando, podremos obtener información aún mejor sobre el centro de 1987A. Entonces, esperan los científicos, se podría estudiar de cerca una estrella de neutrones muy joven.