Una estrella moribunda renace como binario compacto de neutrones

Astrónomos han observado una estrella que explotó en una supernova sorprendentemente débil y que se desvanecía rápidamente, posiblemente creando un sistema binario compacto de estrellas de neutrones.

El trabajo teórico de uno de los miembros del equipo, Anthony Piro, de Carnegie, proporcionó un contexto crucial para el descubrimiento y los hallazgos se publican en ‘Science’.

Las observaciones realizadas por un equipo de Caltech, incluido el autor principal Kishalay De y el científico principal del proyecto Mansi Kasliwal (que también fue postdoctoral de Carnegie) sugieren que la estrella moribunda tenía un compañero invisible, que desvió gravitacionalmente la mayor parte de la masa de la estrella antes de que explotara como una supernova.

Se cree que la explosión resultó en una estrella binaria, lo que sugiere que, por primera vez, los científicos han presenciado el nacimiento de un sistema binario como el que Piro y un equipo de astrónomos de Carnegie y la Universidad de California (UC) Santa Cruz observaron por primera vez en agosto de 2017.

Una supernova se produce cuando una estrella masiva, al menos ocho veces la masa del Sol, agota su combustible nuclear, lo que hace que el núcleo se colapse y luego rebote hacia afuera en una poderosa explosión. Después de que las capas externas de la estrella hayan sido destruidas, todo lo que queda es una densa estrella de neutrones, una estrella exótica del tamaño de una ciudad pero que contiene más masa que el Sol.

Por lo general, se observa que gran cantidad de material, muchas veces la masa del Sol, se destruye en una supernova. Sin embargo, el evento que observaron Kasliwal y sus colegas, denominado iPTF 14gqr, expulsó materia de solo una quinta parte de la masa del Sol.

«Vimos el colapso del núcleo de esta estrella masiva, pero vimos una masa muy pequeña expulsada –dice Kasliwal–. Llamamos a esto una supernova de envoltura ultra-despojada y durante mucho tiempo se ha predicho que existen. Esta es la primera vez que hemos visto convincentemente el colapso central de una estrella masiva que está tan desprovista de materia».

Material denso alrededor de la explosión

El modelado teórico de Piro guió la interpretación de estas observaciones, lo que permitió a los observadores inferir la presencia de material denso alrededor de la explosión. «Descubrimientos como este demuestran por qué ha sido tan importante construir un grupo de astrofísica teórica en Carnegie –apunta Piro–. Al combinar las observaciones y la teoría, podemos aprender mucho más sobre estos eventos asombrosos».

El hecho de que la estrella explotó implica que debe haber tenido previamente mucho material, o su núcleo nunca habría crecido lo suficiente como para colapsar. ¿Pero dónde se escondía la masa desaparecida? Los investigadores infirieron que la masa debió haber sido robada por una estrella compacta, como una enana blanca, una estrella de neutrones o un agujero negro.

La estrella de neutrones que quedó de la supernova debe haber nacido en órbita con esta compacta compañera. Debido a que esta nueva estrella de neutrones y su compañera están tan juntas, eventualmente se fusionarán en una colisión. De hecho, la fusión de dos estrellas de neutrones se observó por primera vez en agosto de 2017 por Piro y un equipo de astrónomos de Carnegie y UC Santa Cruz, y se cree que estos eventos producen elementos pesados en nuestro universo, como el oro, el platino y el uranio.

El evento se vio por primera vez en el Observatorio Palomar como parte de la Fábrica de Transitorios Palomar (iPTF), un estudio nocturno del cielo en busca de eventos cósmicos transitorios o de corta duración, como las supernovas. Debido a que la investigación iPTF mantiene una vigilancia tan estrecha sobre el cielo, se observó iPTF 14gqr en las primeras horas después de que explotó. A medida que la Tierra giraba y el telescopio Palomar se movía fuera de alcance, los astrónomos de todo el mundo colaboraron para monitorizar iPTF 14gqr, observando continuamente su evolución con una serie de telescopios que hoy forman la red de observadores ‘Global Relay of Observatories Watching Transients Happen’ (GROWTH).

Fuente: europapress.es