Nuevas pistas sobre la supernova camaleón

Una supernova en particular está desafiando los modelos de los astrónomos de cómo las estrellas que explotan distribuyen sus elementos, que forman el Universo y nuestros propios cuerpos. La supernova SN 2014C cambió drásticamente de apariencia a lo largo de un año, al parecer porque había tirado mucho material al final de su vida. Esto no encaja en ninguna categoría reconocida de cómo debe ocurrir una explosión estelar. Para explicarlo, los científicos deben reconsiderar las ideas establecidas sobre cómo las estrellas masivas viven sus vidas antes de explotar. "Esta" supernova camaleónica "puede representar un nuevo mecanismo de cómo las estrellas masivas expulsan elementos creados en sus núcleos al resto del universo", dijo Raffaella Margutti, profesora asistente de física y astronomía de la Northwestern University en Evanston, Illinois. Margutti dirigió un estudio sobre la supernova SN 2014C publicado esta semana en The Astrophysical Journal. Los astrónomos clasifican las estrellas explosivas basándose en si el hidrógeno está o no presente en el evento. Mientras las estrellas comienzan su vida con el hidrógeno fundido en el helio, las estrellas grandes que se acercan a una muerte de supernova han usado el hidrógeno como combustible. Las supernovas en las que hay muy poco hidrógeno se llaman "Tipo I". Aquellas que tienen una abundancia de hidrógeno, que son más raras, se llaman "Tipo II". Pero SN 2014C, descubierta en 2014 en una galaxia espiral de unos 36 millones de años luz de distancia, es diferente. Al verla en longitudes de onda ópticas con diversos telescopios terrestres, los astrónomos concluyeron que SN 2014C se había transformado de una supernova de Tipo I a Tipo II después de que su núcleo se derrumbara, según se informó en un estudio de 2015 dirigido por Dan Milisavljevic en la Harvard- Smithsonian Center for Astrophysics en Cambridge, Massachusetts. Las observaciones iniciales no detectaron hidrógeno, pero después de aproximadamente un año quedó claro que las ondas de choque que se propagaban desde la explosión golpeaban una capa de material dominado por hidrógeno fuera de la estrella. En el nuevo estudio, el satélite NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA, con su capacidad única de observar la radiación en el rango de energía de rayos X, los rayos X de mayor energía, permitió a los científicos ver cómo la temperatura de los electrones acelerada por el choque de supernova cambió con el tiempo. Utilizaron esta medida para estimar lo rápido que se expandió la supernova y cuánto material hay en el envoltorio externo. Para crear esta cáscara, SN 2014C hizo algo realmente misterioso: arrojó una gran cantidad de material - en su mayoría hidrógeno, pero también elementos más pesados ? décadas a siglos antes de explotar. De hecho, la estrella eyectada el equivalente de la masa del sol. Normalmente, las estrellas no tiran material tan tarde en su vida. "Expulsar este material tarde en la vida es probablemente una forma en que las estrellas expulsan elementos, que producen durante sus vidas, de regreso a su ambiente", dijo Margutti, miembro del Centro de Investigación e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica de Northwestern. Los observatorios Chandra y Swift de la NASA también se utilizaron para pintar más el cuadro de la evolución de la supernova. La colección de observaciones mostró que, sorprendentemente, la supernova se iluminó en los rayos X después de la explosión inicial, demostrando que debe haber una concha de material, previamente expulsado por la estrella, que las ondas de choque habían golpeado. ¿Por qué la estrella tiraría tanto hidrógeno antes de explotar? Una teoría es que hay algo que falta en nuestra comprensión de las reacciones nucleares que se producen en los núcleos de estrellas masivas, propensas a las supernovas. Otra posibilidad es que la estrella no murió sola - una estrella compañera en un sistema binario puede haber influido en la vida y la muerte inusual del progenitor de SN 2014C. Esta segunda teoría encaja con la observación de que alrededor de siete de cada diez estrellas masivas tienen compañeros. El estudio sugiere que los astrónomos deben prestar atención a las vidas de las estrellas masivas en los siglos antes de que exploten. Los astrónomos también seguirán supervisando las consecuencias de esta supernova desconcertante. "La noción de que una estrella podría expulsar una cantidad tan grande de materia en un corto intervalo es completamente nueva", dijo Fiona Harrison, investigadora principal de NuSTAR basada en Caltech en Pasadena. "Es desafiar nuestras ideas fundamentales acerca de cómo las estrellas masivas evolucionan, y eventualmente explotan, distribuyendo los elementos químicos necesarios para la vida".

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