Astrónomos captan por primera vez cómo explota una estrella supergigante roja
Por primera vez, astrónomos han visto en tiempo real el final de una supergigante roja, observando la rápida destrucción de la estrella masiva antes de colapsar en una supernova de Tipo II.
Utilizando dos telescopios de Hawai, el Instituto de
Astronomía Pan-STARRS de la Universidad de Hawai’ y el Observatorio WM Keck, un
equipo de investigadores que realizaba el estudio YSE (Young Supernova
Experiment) observó a la supergigante roja durante 130 días antes de su
detonación mortal.
“Este es un gran avance en nuestra comprensión de lo
que hacen las estrellas masivas momentos antes de morir”, dice Wynn
Jacobson-Galán, investigador graduado de la NSF en UC Berkeley y autor
principal del estudio. “La detección directa de la actividad anterior a la
supernova en una estrella supergigante roja nunca se había observado antes en
una supernova ordinaria de Tipo II. ¡Por primera vez, vimos explotar una
estrella supergigante roja!”.
El descubrimiento aparece en The Astrophysical
Journal.
Pan-STARRS detectó por primera vez la estrella
masiva condenada en el verano de 2020 a través de la gran cantidad de luz que
irradia la supergigante roja. Unos meses después, en otoño de 2020, una
supernova iluminó el cielo.
El equipo capturó rápidamente el poderoso flash y
obtuvo el primer espectro de la explosión energética, llamado supernova
2020tlf, o SN 2020tlf, utilizando el espectrómetro de imágenes de baja
resolución (LRIS) del Observatorio Keck. Los datos mostraron evidencia directa
de material circunestelar denso que rodeaba a la estrella en el momento de la
explosión, probablemente el mismo gas que Pan-STARRS había visto expulsado
violentamente en la estrella supergigante a principios de verano.
“Keck fue fundamental para proporcionar evidencia
directa de una estrella masiva en transición hacia una explosión de supernova”,
dice la autora principal Raffaella Margutti, profesora asociada de astronomía
en UC Berkeley. “Es como ver una bomba de tiempo. Nunca hemos confirmado una
actividad tan violenta en una estrella supergigante roja moribunda donde la
vemos producir una emisión tan luminosa, luego colapsar y arder, hasta ahora”.
El equipo continuó monitoreando SN 2020tlf después
de la explosión; Basado en datos obtenidos del Espectrógrafo de Imágenes
Profundas y Multi-Objeto del Observatorio Keck (DEIMOS) y del Espectrógrafo
Echellette de Infrarrojo Cercano (NIRES), determinaron la estrella supergigante
roja progenitora de SN 2020tlf, ubicada en la galaxia NGC 5731 a unos 120
millones de años luz de distancia como se ve de la Tierra, era 10 veces más
masivo que el Sol.
El descubrimiento desafía las ideas anteriores de
cómo evolucionan las estrellas supergigantes rojas justo antes de explotar.
Antes de esto, todas las supergigantes rojas observadas antes de explotar
estaban relativamente inactivas: no mostraban evidencia de erupciones violentas
o emisión luminosa, como se observó antes de SN 2020tlf.
Sin embargo, esta nueva detección de radiación
brillante proveniente de una supergigante roja en el último año antes de
explotar sugiere que al menos algunas de estas estrellas deben sufrir cambios
significativos en su estructura interna que luego resultan en la tumultuosa
eyección de gas momentos antes de colapsar.
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