Astrónomos encuentran rara bestia mediante un nuevo método

27 de enero de 2010

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Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Por primera vez, los astrónomos han encontrado una explosión de supernova con propiedades similares a una explosión de rayos gamma (GRB), pero sin rastros de rayos gamma. El descubrimiento, usando el conjunto de radiotelescopios VLA (Very Large Array) de la Fundación Nacional de Ciencias, promete, según los astrónomos, mostrar el camino hacia la localización de muchos más ejemplos de estas misteriosas explosiones.

“Pensamos que las observaciones de radio serán pronto una herramienta más poderosa para encontrar esta clase de supernovas en el Universo cercano que los satélites de rayos gamma”, dijo Alicia Soderberg, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano (CfA).

La señal reveladora apareció cuando observaciones de radio mostraron material expelido de una explosión de supernova, apodada SN2009bb, a velocidades próximas a la de la luz. Esto caracterizó a la supernova, vista por primera vez en marzo último, como del tipo de las que se piensa que producen una clase de GRB.

“Es notable que una radiación de muy baja energía, ondas de radio, pueda señalar un evento de muy alta energía”, dijo Roger Chevalier, de la Universidad de Virginia.

Cuando las reacciones de fusión nuclear en los núcleos de las estrellas muy masivas no pueden proveer más la energía necesaria para sostener el núcleo para resistir el peso del resto de la estrella, el núcleo colapsa catastróficamente en una estrella de neutrones superdensa o en un agujero negro. El resto del material de la estrella es expelido al espacio en una explosión de supernova. Durante la década pasada o más, los astrónomos han identificado un tipo particular de tal “supernova de núcleo colapsado” como la causa de una clase de GRB.

No todas las supernovas de este tipo, no obstante, producen GRBs. “Sólo una de cada cien hace esto”, según Soderberg.

En el tipo más común de tales supernovas, la explosión expele el material de la estrella hacia el exterior con un patrón aproximadamente esférico a una velocidad que, aunque rápida, es de sólo un 3% de la velocidad de la luz. En la supernova que produce GRBs, algo del material eyectado, pero no todo, es acelerado a cerca de la velocidad de la luz.

Las velocidades superrápidas en estas raras explosiones, dicen los astrónomos, son causadas por un “motor” en el centro de la explosión de supernova que parece una versión a escala de un cuasar. El material cayendo hacia el centro produce un remolino que circunda a la estrella de neutrones o al agujero negro. Este disco de acreción produce jets de material impulsados a tremendas velocidades desde los polos del disco.

“Ésta es la única manera en que sabemos que una explosión de supernova podría acelerar material a tales velocidades”, dijo Soderberg.

Hasta ahora, ninguna supernova “impulsada a motor” se ha encontrado de otra manera que no sea detectando sus emisiones en rayos gamma.

“Descubrir tal supernova a través de observaciones de sus emisiones en radio, antes que a través de rayos gamma, es un progreso. Con las nuevas capacidades del VLA Extendido, creemos que, en el futuro, encontraremos más a través de observaciones de radio que con satélites de rayos gamma”, dijo Soderberg.

¿Por qué no se vieron rayos gamma provenientes de esta explosión? “Sabemos que la emisión en rayos gamma está focalizada en tales explosiones, y ésta puede haber sido apuntada lejos de la Tierra y, así, no ser vista”, dijo Soderberg. En ese caso, encontrar tales explosiones a través de observaciones de radio permitirá a los científicos poder descubrir un porcentaje mayor de ellas, en el futuro.

“Otra posibilidad”, agrega Soderberg, “es que los rayos gamma fueron ‘alisados’ mientras trataban de escapar de la estrella. Ésta tal vez es la posibilidad que más entusiasma  ya que implica que podemos encontrar e identificar supernovas impulsadas a motor que carecen de rayos gamma detectables y así no son vistas por los satélites de rayos gamma”.

Una cuestión importante  que los científicos esperan responder es justamente qué causa la diferencia entre una supernova de núcleo colapsado “ordinaria” y la ”impulsada a motor”. “Debe haber alguna rara propiedad física que separa a las estrellas que producen explosiones “impulsadas a motor” de sus primas más normales”, dijo Soderberg. “Nos gustaría encontrar cuál es esta propiedad”.

Una idea popular es que tales estrellas tienen una concentración inusualmente baja de elementos más pesados que el hidrógeno. No obstante, Soderberg apunta, ése no parece ser el caso para esta supernova.

Soderberg y Chevalier trabajaron con Alak Ray y Sayan Chakrabarti, del Instituto Tata de Investigación Fundamental, de la India; Poonam Chandra del Colegio Real Militar, de Canadá; y un extenso grupo de colaboradores del CfA. Los científicos reportaron sus hallazgos en la edición del 28 de enero de 2010 de la revista Nature.

Más información en:

http://www.nrao.edu/

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