Astrónomos identifican un tipo completamente nuevo de supernova nacida de una violenta fusión de estrellas

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Astrónomos identifican un tipo completamente nuevo de supernova nacida de una violenta fusión de estrellas

Los escombros que se mueven rápidamente de una explosión de supernova provocada por una colisión estelar chocan contra el material arrojado antes. / Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF

Hasta ahora se sabía que las supernovas se originaban luego del colapso de una estrella masiva. Ahora, un grupo de astrónomos ha observado una forma diferente: cuando dos estrellas se fusionan. Los detalles del estudio fueron publicados en Science.

En 2017, un equipo de astrónomos liderados por Dillon Dong, del CalTech examinó los datos de la encuesta Very Large Array Sky Survey (VLASS). Ellos detectaron un objeto interesante llamado VT J121001 + 495647, brillando intensamente en el rango de radio.

Las observaciones posteriores de este objeto con el VLA (Very Large Array) y el Telescopio Keck en Hawái revelaron que la emisión de radio proviene de las afueras de una galaxia enana ubicada a unos 480 millones de años luz de la Tierra.

Más tarde se descubrió que un destello de rayos X de este objeto en 2014 también fue registrado por el instrumento MAXI a bordo de la ISS. Los datos obtenidos de todas estas observaciones y recopilados en conjunto, permitieron reconstruir la historia de la fusión de estos objetos masivos.

Formación

Al igual que la mayoría de las estrellas con una masa mayor a la del Sol, estas dos nacieron como un sistema binario cerrado. Una de ellas era notablemente más masiva que su vecina, así pues evolucionó mucho más rápido. Al final, agotó su “combustible” nuclear y explotó en forma de supernova, dejando atrás un agujero negro o una estrella de neutrones superdensa.

Según la teoría general de la relatividad, el movimiento acelerado de los cuerpos masivos emite ondas gravitacionales y los hace perder energía cinética. Por lo tanto, la órbita de un agujero negro o una estrella de neutrones pasó a estrecharse constantemente, dicho objeto se acercó a su satélite y entró en su atmósfera hace unos 300 años.

De esta forma comenzó la etapa final de la fusión de estos dos objetos. El gas expulsado durante esta fusión giró en espiral hacia afuera, formando un anillo en forma de toro en expansión alrededor del par.

El colapso

Finalmente, un agujero negro (o una estrella de neutrones) irrumpió hacia adentro, alcanzando el núcleo de su estrella compañera. La unión interrumpió el proceso de producción de energía estelar impulsado por la fusión, que de hecho mantiene los núcleos de las estrellas masivas en equilibrio ante el inminente colapso bajo la influencia de fuerzas las gravitacionales.

Cuando el núcleo colapsó, formó brevemente un disco de acreción de material que orbitaba al “intruso” y expulsó un chorro relativista de materia. Este se movía a una velocidad cercana a la de la luz y atravesaba la estrella.

El colapso del núcleo de la estrella llevó a su explosión como una supernova a raíz de un estallido anterior al de su hermana. “Esta liberación dio lugar a los rayos X observados por el instrumento MAXI a bordo de la ISS, confirmando así la fecha de este evento, ocurrido en 2014”, dijo Dong. La estrella compañera explotaría tarde o temprano, “pero esta fusión aceleró todo el proceso”.

El material expulsado de la explosión de la supernova en 2014 se movía mucho más rápido que el material previamente expulsado de la estrella compañera. Luego, cuando VLASS observó el objeto VT J121001 + 495647, los chorros relativistas de material de la supernova chocaban con este material de movimiento más lento. Esto causó poderosos cataclismos secundarios, divisados en forma de emisión de radio brillante en el VLA.

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