26/Jul/08

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Se encontró un objeto intermedio entre una supernova normal y un estallido de rayos gamma

Un equipo básicamente europeo de astrónomos está ofreciendo pistas de que una reciente supernova puede no ser tan normal como se pensaba inicialmente. En cambio, ahora se comprende que la estrella colapsó en un agujero negro, produciendo un débil chorro característico de eventos mucho más violentos, llamados estallidos de rayos gamma

El objeto, SN 2008D, probablemente está, por lo tanto, entre las explosiones más débiles que producen chorros muy rápidos. Este descubrimiento representa un acontecimiento crucial en la comprensión de los fenómenos más violentos observados en el universo.

Una galaxia y dos supernovas. Estos sorprendentes resultados, en parte basados en las observaciones con el Very Large Telescope de la ESO, aparecen mañana en Science Express, la versión en línea de Science.

Estrellas que fueron al nacer más masivas que 8 veces la masa de nuestro Sol terminan su relativamente corta vida en un cataclísmico fuego artificial cósmico que ilumina el universo. El resultado es la formación de los objetos más densos que existen, las estrellas de neutrones y los agujeros negros. Cuando estallan, algunas de las estrellas más grandes emiten un breve grito de agonía, en la forma de un estallido de luz muy enérgica, rayos-X o rayos gamma.

A comienzos de la tarde (en Europa) del 9 de enero de 2008, el telescopio Swift de la NASA / STFC / ASI descubrió por casualidad un estallido de 5 minutos de duración de rayos-X que venían desde adentro de la galaxia espiral NGC 2770, ubicada a 90 millones de años-luz hacia la constelación Lynx. El satélite Swift estaba estudiando una supernova que había estallado el año anterior en la misma galaxia, pero el estallido de rayos-X vino desde otra ubicación, y pronto se demostró que surgía de una supernova diferente, llamada SN 2008D.

Los investigadores del instituto nacional italiano para la astrofísica (INAF), el instituto Max-Planck para la astrofísica (MPA), ESO, y en varias otras instituciones han observado la supernova con gran detalle. El equipo es liderado por Paolo Mazzali, del observatorio de Padua del INAF y del MPA.

"Lo que hace a este evento muy interesante", dice Mazzali, "es que la señal de rayos-X era muy débil y "suave", muy diferente de un estallido de rayos gamma y más de acuerdo con lo que se espera de una supernova normal".

De modo que, después de que la supernova fuera descubierta, el equipo la observó rápidamente desde el observatorio Asiago en el norte de Italia y determinó que era una supernova del tipo Ic.

"Son supernovas producidas por estrellas que han perdido el hidrógeno y las capas externas ricas en helio antes de estallar, y es el único tipo de supernova que se relaciona con (largos) estallidos de rayos gamma", explica Mazzali.

"¡El objeto se volvió aún más interesante!".

Este mismo año, un equipo independiente de astrónomos informó en la revista Nature que la SN 2008D es una supernova bastante normal. El hecho de que se detectaran rayos-X fue porque, por primera vez, los astrónomos tuvieron suerte de captar a la estrella en el acto de estallar, dijeron.

Mazzali y su equipo piensan de otra manera. "Nuestras observaciones y modelaciones demuestran que éste es un evento bastante desusado, para ser mejor comprendido en términos de un objeto en el límite entre las supernovas normales y los estallidos de rayos gamma".

El equipo organizó una campaña de observaciones para monitorear la evolución de la supernova; usaron tanto telescopios de la ESO como nacionales, y recogieron una gran cantidad de datos. El comportamiento temprano de la supernova indicaba que era un evento muy energético, aunque no tan poderoso como un estallido de rayos gamma. Después de algunos días, sin embargo, el espectro de la supernova empezó a cambiar. En particular, aparecieron líneas de helio, mostrando que la estrella progenitora no estaba profundamente despojada como las supernovas asociadas con los estallidos de rayos gamma.

A lo largo de los años, Mazzali y su grupo han desarrollado modelos teóricos para analizar las propiedades de las supernovas. Cuando son aplicados a SN 2008D, sus modelos indicaron que la estrella progenitora era al nacer tan masiva como 30 veces el Sol, pero había perdido tanta masa que en el momento de la explosión, la estrella sólo tenía una masa de 8 a 10 soles. El resultado probable del colapso de una estrella tan masiva es un agujero negro.

"Porque las masas y las energías involucradas son más pequeñas que en cualquier supernova conocida relacionada con un estallido de rayos gamma, pensamos que el colapso de la estrella dio origen a un chorro débil, y que se le hizo aún más difícil permanecer constante por la presencia de la capa de helio, de modo que cuando emergió de la superficie de la estrella la señal era débil", dice Massimo Della Valle, del equipo.

"El escenario que proponemos implica que existe en todas las supernovas que forman agujeros negros una actividad interna de explosiones de rayos gama", añade Stefano Valenti, del equipo.

"A medida que nuestros instrumentos de rayos-X y rayos gamma se vuelven más avanzados, lentamente vamos descubriendo las muy diversas propiedades de las explosiones estelares", explica Guido Chincarini, coautor del trabajo e investigador principal del INAF en estallidos de rayos gamma. "Los brillantes estallidos de rayos gamma eran los más fáciles de descubrir, y ahora estamos viendo variaciones sobre un tema que vinculan estos eventos especiales con otros más normales".

Sin embargo, son descubrimientos muy importantes, ya que continúan mostrando una imagen de cómo termina su vida una estrella masiva, produciendo densos objetos, e inyectando nuevos elementos químicos en el gas del que nuevas estrellas se formarán.

Fuente: ESO. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard