Una nueva manera de detonar las supernovas del tipo Ia, que se utilzan como «candela estándar», hace más complicado estar seguro de su origen
De vez en cuando, en densos vecindarios del espacio, pueden chocar entre sí dos de esos densos restos estelares a los que se conoce como enanas blancas. Una colisión así, de acuerdo a un reciente modelo de computadora, podría emular las propiedades de las supernovas que se generan de maneras más convencionales. Crédito: James Guillochon, UCSC
Las explosiones estelares que se conocen como supernovas de tipo Ia han demostrado ser de un valor incalculable para los astrofísicos al servir como marcadores de distancias cósmicas. Su brillo y la consistencia de las propiedades observadas hacen que los astrónomos las utilicen como «candelas estándar» que les permiten determinar la distancia a los objetos en el espacio. Hace apenas una década, las supernovas de tipo Ia se hicieron protagonistas cuando los investigadores las utilizaron como prueba de que el universo está acelerando su expansión bajo el empuje de una influencia que antes no se conocía, a la que se llamó energía oscura.
Pero los mecanismos que dan forma a las supernovas de tipo Ia aún no se comprender bien, y ahora una nueva simulación inidca que hay una variedad de escenarios que pueden llevar a estos eventos, en los que se producen explosiones con una fuerza que se estima en 1028 megatones, más de mil millones de veces el brillo del Sol. El modelo estándar sostiene que una enana blanca —el denso y comprimido resto de una estrella que ha agotado su combustible— crece por encima de la masa sostenible (aproximadamente 1,4 veces la masa del Sol) agregando materia robada de un vecino estelar o fusionándose con una enana blanca que orbite junto a ella. El resultado es una reacción nuclear desencadenada que enciende la estrella enana, antes tenue, en un destello de radiación que se puede ver a miles de millones de años luz por todo el universo.
Se utilizan las supernovas como candelas estándar en parte porque se supone que se consume una cantidad aproximadamente idéntica de combustible en cada evento.
En un artículo científico publicado en el ejemplar del 10 de noviembre de la revista Astrophysical Journal Letters, un grupo de investigadores propone un agregado a la familia de progenitores del tipo Ia. Más que una transferencia de masa o la fusión directa de un par de estrellas que estaban en una danza orbital, dos enanas blancas no relacionadas que residen en la misma agrupación estelar densa podrían colisionar de frente. La onda del impacto, de acuerdo con las simulaciones por supercomputadora realzadas por el equipo, podría disparar una reacción termonuclear que imitaría a las supernovas de tipo Ia más tradicionales, pero quemando más combustible que el que se consume en un evento estándar de 1,4 masas solares. También han estado implicados algunos escenarios de fusión de estrellas binarias en grandes explosiones de tipo Ia, y estas variaciones en las condiciones iniciales de la supernova podrían complicar su futuro uso como medida de distancia de alta precisión.
El coautor del estudio, Enrico Ramirez-Ruiz, astrofísico de la Universidad de California en Santa Cruz, señala que en algunas regiones del espacio, como los cúmulos globulares, la densidad de población estelar es de cerca de un millón de veces mayor que el entorno relativamente vacío de nuestro Sistema Solar. “La densidad de enanas blancas en los núcleos de los cúmulos globulares podría ser muy alta”, dice, “por lo que no es despreciable la probabilidad de que interaccionen entre sí en una colisión”.
Ramirez-Ruiz y sus coautores se mantienen cautelosos en sus afirmaciones al contribuir con una nueva propuesta de mecanismo a la suma del total de supernovas tipo Ia que se han observado, estimando que es probable que la colisión de enanas blancas sólo se produzca en una de cada cien explosiones, o menos. “No obstante, es intrigante”, dice el astrónomo Douglas Leonard de la Universidad Estatal de San Diego, quien no ha contribuido en el estudio.
“Las supernovas de tipo Ia son objetos de observación apasionante para la cosmología y la determinación de distancias, y el pequeño y vergonzoso secreto es que, en realidad, aún no sabemos qué está estallando”, dice Leonard. Lo más común es que se piense que estos eventos se centran en enanas blancas, pero los mecanismos por los que se encienden de esta manera los restos estelares permanece como una cuestión abierta. “Es un gran momento para ser un teórico”, añade. “Si puedes imaginar alguna forma inteligente de lograr que estallen, seguirán estando todas las apuestas sobre la mesa, y puede que la tuya sea la buena”.
Cuantas más explosiones estelares se estudian en detalle, señala, más diversidad revelan, y más caminos parecen conducir a las supernovas de tipo Ia. “Puede haber muchas formas diferentes para llegar a que una enana blanca estalle, y por cierto que esta parece razonable”, dice Leonard.
Ramirez-Ruiz señala que a pesar de la poca proporción que se estima para estas supernovas inducidas por colisión, los estudios a gran escala del cielo de los próximos años pueden localizar cientos de miles de sucesos de tipo Ia, incluyendo cientas de nuevas variedades cada año. “Una vez que tienes ese gran cantidad de supernovas de tipo Ia recopiladas para hacer cosmología, lo estándar que vaya a ser tu modelo dependerá de qué otros canales contaminen tu muestra”, señala.
Fuente: Scientific American. Aportado por Eduardo J. Carletti