Súper supernovas: un sistema de estrellas enanas blancas viola el límite Chandrasekhar de masa

Un equipo internacional dirigido por la Universidad de Yale ha medido por primera vez la masa de un tipo de supernova que, según se cree, pertenece a una subclase única, y confirmaron que sobrepasa lo que se creía era el límite superior de masa

Los hallazgos, que aparecen on-line y se publicarán en un próximo ejemplar de Astrophysical Journal, podrían afectar lamanera en que los cosmólogos miden la expansión del universo.

Los cosmólogos ustilizan las supernovas de Tipo Ia —violentas explosiones de los núcleos muertos de estrellas a las que se conoce como enanas blancas— como una especie de regla cósmica para medir la distancia a la galaxias donde se hallan esas supernovas y, de tal manera, comprender la expansión en el pasado y futuro del universo, y explorar la naturaleza de la energía oscura. Hasta hace poco, se pensaba que las enanas blancas no podían superar lo que se conoce como límite de Chandrasekhar, una masa crítica equivalente a 1,4 veces la del Sol, antes de estallar como supernova. Este límite uniforme es clave para medir la distancia a las supernovas.

Desde 2003, se han descubierto cuatro supernovas tan brillantes que los cosmólogos se preguntaron si las enanas blancas habrían superado el límite de Chandrasekhar. Se les ha llamado supernovas “súper-Chandrasekhar”.

Ahora, Richard Scalzo de Yale, como parte de una colaboración entre físicos estadounidenses y franceses llamada Factoría de Supernovas Cercanas (Nearby Supernova Factory), ha medido la masa de la enana blanca que resultó en una de estas extrañas supernovas, llamada SN 2007if, y confirmó que superó el límite de Chandrasekhar. También descubrió que la inusualmente brillante supernova no sólo tenía una masa central, sino además una cáscara de material que fue expulsada durante la explosión, así como una envoltura alrededor del material pre-existente. El equipo tiene la esperanza de que este descubrimiento aporte un modelo estructural con el cual comprender las otras supernovas masivas.

Utilizando observaciones de telescopios en Chile, Hawai y California, el equipo puedo medir la masa de la estrella central, la cáscara y la envoltura individualmente, proporcionando la primera prueba concluyente de que el sistema estelar sobrepasó el límite de Chandrasekhar. Hallaron que la misma estrella parece tener una masa de 2,1 veces la del Sol (más menos un 10 por ciento), lo que la coloca bien por encima del límite.

El haber sido capaces de medir las masas de todas las partes del sistema estelar le dice a los físicos cómo puede haber evolucionado el sistema, un proceso del que se sabe poco hasta ahora. “Realmente no sabemos mucho sobre las estrellas que llevan a estas supernovas”, dice Scalzo. “Queremos saber más sobre qué tipo de estrellas fueron, y cómo se formaron y evolucionaron con el tiempo”.

Scalzo cree que hay una buena chance de que SN 2007if haya sido resultado de la fusión de dos enanas blancas, en lugar de la explosión de una enana blanca única, y espera estudiar otras supernovas súper-Chandrasekhar para determinar si éstas también pueden haber implicado una fusión de dos estrellas.

Los teóricos siguen explorando cómo pueden existir estrellas con masas por encima del límite de Chandrasekhar —que está basado en un modelo simplificado de las estrellas— sin colapsar bajo su propio peso. En todo caso, una subclase de supernovas gobernadas por una física diferente tendría un efecto drástico en la forma en que los cosmólogos las utilizan para medir la expansión del universo.

“Se están usando las supernovas para hacer afirmaciones sobre el destino del universo y nuestra teoría de la gravedad”, dijo Scalzo. “Si cambia nuestra comprensión de las supernovas, podría impactar significativamente sobre nuestras teorías y predicciones”.

Otros autores del artículo de Yale son Charles Baltay y David Rabinowitz.

Referencia de publicación http://arxiv.org/abs/1003.2217

Fuente: Universidad de Yale. Aportado por Eduardo J. Carletti

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