Hasta ahora, se han identificado dos tipos de supernovas, pero ya en 1980, un astrónomo japonés predijo la existencia de una tercera. Por primera vez, esta tercera supernova de tipo captura de electrones se ha observado en la realidad. Este descubrimiento también arroja luz sobre el misterio medieval de la Nebulosa del Cangrejo.
Un equipo de investigación internacional de astrónomos informa en el último número de Nature Astronomy la observación de un nuevo tipo de supernova. El descubrimiento confirmó cuatro décadas de profecía y enriqueció nuestro conocimiento de la vida y muerte de las estrellas.
«Una de las áreas clave de investigación en astronomía es cómo comparar cómo las diferentes estrellas evolucionan y mueren», dijo Stefano Valenti, profesor de física y astronomía en Davis de la Universidad de California (UC) y miembro del equipo de exploración de supernovas 2018zd. «Todavía tenemos muchos puntos blancos en nuestra ciencia, por lo que este hallazgo es muy emocionante».
Hasta ahora, conocemos dos tipos de supernovas. Un colapso de supernova de tipo núcleo ocurre cuando una estrella grande, más de 10 veces la masa del Sol, llena su combustible y colapsa su núcleo en una estrella de neutrones o un agujero negro. Una supernova de tipo termonuclear es una explosión de enanas blancas: la estrella tiene un tamaño de hasta 8 masas solares. En 1980, el astrónomo de la Universidad de Tokio Ken Ichi Nomoto predijo que debía haber un tercer tipo de supernova, a la que llamó tipo de captura de electrones.
La mayoría de las estrellas están protegidas por la energía producida en su núcleo central de ser aplastadas por su propia gravedad. En una supernova de tipo trampa de electrones, donde una estrella consume su combustible, la gravedad comprime los electrones en el núcleo para atraer núcleos, provocando el colapso de la estrella.
La supernova 2018zd se observó en marzo de 2018, aproximadamente 3 horas después de que explotó. Al buscar en los archivos del Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial Spitzer, se encontró un objeto débil en el antiguo sitio de la supernova, presumiblemente consistente con la forma de la estrella antes de la explosión. Una explosión de supernova está relativamente cerca de la Tierra. Ocurrió en NGC2146, una galaxia a 31 millones de años luz de distancia.
Un equipo dirigido por Daiichi Hiramatsu, estudiante de doctorado en la Universidad de California, Santa Bárbara y el Observatorio Las Cumbres, ha estado recopilando datos continuamente sobre la supernova durante los próximos dos años. Astrónomos de la Universidad de California, Davis, incluidos Valenti y los estudiantes de doctorado Azali Bostrom y Weisy Dong, realizaron un análisis espectroscópico de la supernova dos años después de la explosión.
El resultado de este análisis proporciona una prueba de que 2018zd fue de hecho una supernova de captura de electrones.
«Pudimos trabajar con datos de observación muy completos y de alta calidad, que acompañaron el surgimiento y desvanecimiento de la supernova», dijo Bostrom.
La teoría predijo que las supernovas de tipo captura de electrones deberían exhibir un espectro químico inusual años después de la explosión. Los espectros observados con Keck confirman claramente que 2018zd es nuestro mejor candidato para el título de supernova de captura de electrones hasta la fecha «. Dijo Valente.
traición de rasgos
No fueron los espectros tardíos los que dieron la única pieza al rompecabezas. Los miembros del grupo revisaron toda la literatura sobre supernovas y encontraron que, aunque una supernova sí tenía algunas características del tipo de captura de electrones, SN 2018zd era la única con las seis características:
- Su antigua estrella pertenecía a la rama gigante superconvergente,
- La explosión de la supernova fue precedida por una pérdida de peso significativa,
- Su espectro químico es inusual,
- La explosión fue relativamente débil,
- La radiactividad emitida es baja,
- El núcleo es rico en neutrones.
Primero nos preguntamos: ¿Qué es este extraño monje? Luego, observamos SN 2018zd desde todo tipo de puntos de vista y nos dimos cuenta de que la clasificación en el tipo de captura de electrones explica todas las anomalías ”, recuerda Hiramatsu.
Como se ha resuelto un rompecabezas medieval
El nuevo descubrimiento también aclara algunos de los misterios de la explosión de supernova más famosa del pasado.
En el año 1054, se observó una supernova dentro de la Vía Láctea, que, según fuentes chinas contemporáneas, era tan brillante que fue claramente visible en el cielo diurno durante 23 días, y se iluminó en el cielo nocturno durante unos dos años. El remanente de la explosión, la Nebulosa del Cangrejo, se ha estudiado extensamente en la astronomía moderna. Hasta ahora, este ha sido el candidato más probable para este tipo de trampa de electrones, pero ha habido mucha incertidumbre sobre su clasificación, sobre todo porque la explosión ocurrió hace casi mil años.
Sin embargo, los resultados actuales dan crédito a la hipótesis de que la Nebulosa del Cangrejo es de hecho una huella tardía de una supernova capturadora de electrones.
«Estoy muy feliz de que finalmente hayamos podido detectar una supernova capturadora de electrones que durante 40 años mis colegas y yo hemos asumido que debería existir y estar asociada con la Nebulosa del Cangrejo. Este es un hermoso ejemplo de combinación de observaciones y teoría». ”, Dijo Nomoto, quien también es uno de los autores del artículo.