Primera imagen una supernova que registró una doble detonación

Por primera vez, astrónomos han obtenido evidencia visual de que una estrella murió al detonar dos veces.

Al estudiar los restos centenarios de la supernova SNR 0509-67.5 con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT) de ESO, han encontrado patrones que confirman que su estrella sufrió un par de explosiones.

La mayoría de las supernovas son la muerte explosiva de estrellas masivas, pero una variedad importante proviene de una fuente discreta. Las enanas blancas, los pequeños núcleos inactivos que quedan después de que estrellas como nuestro Sol agoten su combustible nuclear, pueden producir lo que los astrónomos llaman supernovas de Tipo Ia.

"Las explosiones de enanas blancas desempeñan un papel crucial en la astronomía", afirma en un comunicado Priyam Das, estudiante de doctorado de la Universidad de Nueva Gales del Sur, quien dirigió el estudio sobre SNR 0509-67.5 publicado en Nature Astronomy. Gran parte de nuestro conocimiento sobre la expansión del Universo se basa en las supernovas de Tipo Ia, que también son la principal fuente de hierro en nuestro planeta, incluido el hierro presente en nuestra sangre. "Sin embargo, a pesar de su importancia, el antiguo enigma del mecanismo exacto que desencadena su explosión sigue sin resolverse", añade.

Todos los modelos que explican las supernovas de Tipo Ia parten de una enana blanca en un par de estrellas. Si orbita lo suficientemente cerca de la otra estrella del par, la enana puede robar material a su compañera. En la teoría más consolidada sobre las supernovas de Tipo Ia, la enana blanca acumula materia de su compañera hasta alcanzar una masa crítica, momento en el que experimenta una única explosión. Sin embargo, estudios recientes han sugerido que al menos algunas supernovas de Tipo Ia podrían explicarse mejor mediante una doble explosión desencadenada antes de que la estrella alcanzara esta masa crítica.

INTUICIÒN CONFIRMADA

Ahora, los astrónomos han capturado una nueva imagen que confirma su intuición: al menos algunas supernovas de Tipo Ia explotan mediante un mecanismo de "doble detonación". En este modelo alternativo, la enana blanca forma una capa de helio robado a su alrededor, que puede volverse inestable e inflamarse. Esta primera explosión genera una onda de choque que viaja alrededor de la enana blanca y hacia el interior, desencadenando una segunda detonación en el núcleo de la estrella, creando finalmente la supernova.

Hasta ahora, no se había observado evidencia visual clara de una enana blanca experimentando una doble detonación. Recientemente, los astrónomos han predicho que este proceso crearía un patrón distintivo o huella dactilar en los restos aún brillantes de la supernova, visible mucho después de la explosión inicial. Las investigaciones sugieren que los restos de una supernova de este tipo contendrían dos capas separadas de calcio.

Los astrónomos han encontrado esta huella en los restos de una supernova. Ivo Seitenzahl, quien dirigió las observaciones y trabajaba en el Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg (Alemania) cuando se realizó el estudio, afirma que estos resultados muestran "una clara indicación de que las enanas blancas pueden explotar mucho antes de alcanzar el famoso límite de masa de Chandrasekhar, y que el mecanismo de 'doble detonación' sí ocurre en la naturaleza". El equipo pudo detectar estas capas de calcio (en azul en la imagen) en el remanente de supernova SNR 0509-67.5 al observarlo con el Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del telescopio VLT de ESO. Esto proporciona una sólida evidencia de que una supernova de Tipo Ia puede formarse antes de que su enana blanca madre alcance una masa crítica.

CINTA MÉTRICA CÓSMICA

Las supernovas de Tipo I son claves para nuestra comprensión del Universo. Se comportan de forma muy consistente, y su brillo predecible, independientemente de su distancia, ayuda a los astrónomos a medir distancias en el espacio. Utilizándolas como una cinta métrica cósmica, los astrónomos descubrieron la expansión acelerada del Universo, un descubrimiento que ganó el Premio Nobel de Física en 2011. Estudiar cómo explotan nos ayuda a comprender por qué tienen un brillo tan predecible.

Das también tiene otra motivación para estudiar estas explosiones. "Esta evidencia tangible de una doble detonación no solo contribuye a resolver un misterio de larga data, sino que también ofrece un espectáculo visual", afirma, describiendo la "hermosa estructura estratificada" que crea una supernova. Para él, "revelar el funcionamiento interno de una explosión cósmica tan espectacular es increíblemente gratificante".