08 Jul Primera evidencia visual de una supernova Ia con doble detonación

Al estudiar los restos centenarios de la supernova Ia con doble detonación SNR 0509-67.5 con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), los astrónomos han encontrado patrones que confirman que su estrella sufrió un par de explosiones.

La mayoría de las supernovas son muertes explosivas de estrellas masivas, pero existe una variedad importante que proviene de una modesta fuente: las enanas blancas.

Estas son pequeños núcleos inactivos que quedan tras el agotamiento del combustible nuclear en estrellas como el Sol, y pueden producir una supernova Ia con doble detonación, según los nuevos modelos.

“Las explosiones de enanas blancas desempeñan un papel crucial en la astronomía”, afirma Priyam Das, estudiante de doctorado en la Universidad de Nueva Gales del Sur en Canberra, Australia, quien lideró el estudio sobre SNR 0509-67.5. Gran parte de nuestro conocimiento sobre la expansión del Universo se basa en las supernovas de tipo Ia, y además son la principal fuente de hierro en nuestro planeta, incluido el hierro presente en nuestra sangre. “Sin embargo, a pesar de su importancia, sigue sin resolverse el antiguo enigma del mecanismo exacto que desencadena su explosión”, añade.

El mecanismo de la supernova Ia con doble detonación

Todos los modelos que explican estas supernovas comienzan con una enana blanca en un sistema binario. Si orbita lo suficientemente cerca de la otra estrella, la enana puede robarle material.

Según la teoría más aceptada, la enana blanca acumula materia de su compañera hasta alcanzar una masa crítica, momento en el que estalla en una única explosión.

No obstante, estudios recientes sugieren que al menos algunas supernovas tipo Ia podrían explicarse mejor mediante una doble detonación, desencadenada antes de alcanzar esa masa crítica.

Ahora, los astrónomos han captado una nueva imagen que confirma esta hipótesis: al menos algunas supernovas de tipo Ia explotan mediante un mecanismo de doble detonación.

En este modelo alternativo, la enana blanca forma una capa de helio robado a su alrededor, que puede volverse inestable e inflamarse.

Esta primera explosión genera una onda de choque que recorre la enana blanca y penetra en su interior, provocando una segunda detonación en el núcleo de la estrella, lo que da lugar a la supernova.

Hasta ahora, no se había encontrado evidencia visual clara de una enana blanca sufriendo una doble detonación.

Recientemente, los astrónomos predijeron que este proceso dejaría un patrón distintivo o huella en los restos aún brillantes de la supernova, visible mucho tiempo después de la explosión inicial.

Las investigaciones sugieren que los restos de una supernova de este tipo contendrían dos capas separadas de calcio.

Implicaciones para la cosmología y comprensión del Universo

Los astrónomos han identificado ahora esa huella en los restos de la supernova SNR 0509-67.5.

Ivo Seitenzahl, quien lideró las observaciones y trabajaba en el Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg (Alemania) cuando se realizó el estudio, afirma que estos resultados muestran “una indicación clara de que las enanas blancas pueden explotar mucho antes de alcanzar el famoso límite de masa de Chandrasekhar, y que el mecanismo de supernova Ia con doble detonación ocurre realmente en la naturaleza”.

El equipo pudo detectar estas capas de calcio (en azul en la imagen) en los restos de la supernova SNR 0509-67.5 gracias a las observaciones realizadas con el instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del VLT del ESO.

Esto proporciona una fuerte evidencia de que una supernova de tipo Ia puede ocurrir antes de que su enana blanca progenitora alcance una masa crítica.

Supernovas tipo Ia

Las supernovas de tipo Ia son clave para comprender el Universo. Se comportan de forma muy constante, y su brillo predecible, independientemente de su distancia, permite a los astrónomos medir distancias en el espacio.

Gracias a ellas, se descubrió la expansión acelerada del Universo, un hallazgo que fue reconocido con el Premio Nobel de Física en 2011.

Estudiar cómo explotan ayuda a entender por qué tienen un brillo tan constante, especialmente en casos como el de una supernova Ia con doble detonación, que desafía los modelos clásicos.

Das tiene, además, otra motivación para estudiar estas explosiones. “Esta evidencia tangible de una supernova Ia con doble detonación no solo contribuye a resolver un antiguo misterio, sino que también ofrece un espectáculo visual”, comenta al describir la “hermosamente estratificada estructura” que crea una supernova. Para él, “revelar el funcionamiento interno de una explosión cósmica tan espectacular es increíblemente gratificante”.

Fuente: Double detonation: new image shows remains of star destroyed by pair of explosions