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  • Sorprenden «in fraganti» a una supernova engullendo a una estrella compañera. Esto permitirá comprender mejor la cuasa de las supernovas de tipo Ia

Remanente generado tras una explosión de supernova de tipo Ia – NASA/CXC/U.Texas

Los astrónomos han logrado observar un evento cósmico del que hasta ahora apenas se tenían indicios. Por primera vez, han observado las etapas más iniciales de una explosión de supernova, en las que una gran ola de gas y energía engullen a una estrella vecina. Las observaciones, que han sido logradas gracias al telescopio robótico PROMPT (Chile), han sido publicadas recientemente en The Astrophysical Journal Letters, tal como ha informado la Universidad de Arizona.

«Ha sido una de las “capturas” más tempranas logradas. La explosión –de supernova– comenzó apenas un día o unas horas antes», ha explicado David Sand, astrónomo de la Universidad de Arizona y coautor de la investigación.

El fenómeno detectado es una supernova de tipo Ia, una explosión termonuclear ocurrida en el núcleo abandonado de una estrella muerta, y que se llama enana blanca. Estas gigantescas explosiones, que pueden hacer que en el cielo aparezca un nuevo punto de luz, se producen cuando una enana blanca atrapa el gas de una estrella compañera en un sistema binario (formado, efectivamente, por dos estrellas). Llegado cierto momento, la temperatura de la enana blanca sube tanto como para iniciar reacciones de fusión nuclear. Estas pueden activar una gran explosión termonuclear capaz de destruir a ambas.

Aunque los astrónomos han obtenido una inquietante diapositiva del momento preciso en que la supernova comienza a engullir a su estrella compañera, este «crimen» ocurrió hace millones de años. El evento, al que han designado como SN 2017cbv, tuvo lugar en la galaxia NGC 5643, y a una distancia de 55 millones de años luz. Por eso no ha sido hasta ahora, en concreto hasta el 10 marzo, cuando los astrónomos han podido observar el comienzo de la explosión de la supernova. A pesar de la increíble distancia a la que se encuentra el estallido, este fenómeno se ha convertido en una de las supernovas más cercanas detectadas en los últimos años.

La premura de los astrónomos ha sido clave. En primer lugar fue detectada por el proyecto del sondeo DLT 40, que en inglés quiere decir «distancias inferiores a los 40 Megaparsecs», y que se especializa en distancias inferiores a 120 millones de años luz. Este sondeo usa una red de telescopios que cada noche sigue de cerca el comportamiento de 500 galaxias.

Entre todos ellos, el PROMPT fue el primero en detectar el evento. En respuesta y en apenas cuestión de minutos, el astrónomo David Sand activó otra red de telescopios, la LCO («Las Cumbres Observatory»), para vigilar de cerca la evolución de la explosión SN 2017cbv.

La causa de las explosiones de estrellas

Estas observaciones pueden ayudar a comprender mejor cuál es el origen de las supernovas de tipo Ia, un fenómeno cuya naturaleza se ha debatido durante 50 años. «Para convertirse en una supernova de tipo Ia, una enana blanca no puede lograrlo por sí sola. Necesita algún tipo de compañera, y estamos tratando de averiguar cómo es esta», ha dicho David Sand.

Una teoría dice que estas supernovas ocurren cuando una enana blanca atrapa el gas de una estrella vecina. Otras que pueden ocurrir cuando dos enanas blancas giran una en torno a la otra y finalmente chocan y se fusionan.

Gracias a la rápida reacción de los telescopios, los astrónomos han podido detectar una curva de luz azulada que, según los científicos, solo puede haber sido causada si la supernova se originó a partir del primer mecanismo. «Creemos que lo que pasó fue el primer escenario», ha explicado Sand. «El aumento de la curva de luz se podría haber generado cuando el material de la enana blanca golpeó a su estrella compañera».

La muerte de una gran estrella

Los datos sugieren que esta vecina es una gran estrella, que mide al menos 20 radios solares. Cuando la enana blanca estalló, el gas creó una onda de choque que chocó con su compañera y emitió un pico de luz azulado y muy rico en luz ultravioleta, que no podría haber sido causado si las dos estrellas fueran enanas blancas.

«Hemos estado buscando este efecto, una supernova chocando con su estrella compañera, desde que se predijo en 2010», ha dicho Griffin Hosseinzadeh, investigador en la Universidad de California, Santa Bárbara, y primer autor del estudio. «Habíamos visto indicios antes, pero esta vez la evidencia es sobrecogedora. ¡Los datos son muy hermosos!».

Según Sand, es probable que las supernovas de tipo Ia sean causadas por los dos mecanismos: el choque de enanas blancas, o el «robo» del gas de una estrella grande por parte de una de estas.

«Observar una supernova como SN 2017cbv es un importante paso en la dirección de entender cuál es la causa más frecuente de estas supernovas», ha dicho David sand. «Si las capturamos cuando son realmente jóvenes, podemos entender mejor estos procesos, y esto nos permitirá comprender mejor el cosmos, incluyendo el misterio de la energía oscura».

Las supernovas de tipo Ia son uno de los «faros» más usados por los astrónomos para estimar distancias en el Universo. Por término medio, solo se produce una de estas explosiones cada siglo en una galaxia como la Vía Láctea. Por eso es muy importante rastrear un número alto de galaxias y además seguir de cerca a cada una de estas supernovas, especialmente al comienzo de la explosión.

 


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  • Treinta años después de su explosión, la supernova más cercana a la Tierra sigue planteando dudas a los científicos
 Imagen de la supernova SN 1987A, en la Gran Nube de Magallanes - Archivo

Imagen de la supernova SN 1987A, en la Gran Nube de Magallanes – Archivo

El 23 de febrero de 1987, una supergigante azul llamada Sanduleak -69º 202 estalló como supernova en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite de nuestra Vía Láctea, a 169.000 años luz de distancia. El evento fue bautizado como SN 1987A, y fue la primera supernova desde el año 1604 distinguible a simple vista desde la Tierra.

Se trata, sin duda alguna, de un objeto único ya que, debido a su proximidad, se ha convertido en la supernova mejor estudiada en toda la Edad Moderna. Ahora, treinta años después del estallido, los científicos están en condiciones de detallar con bastante exactitud lo que le sucedió a la estrella Sanduleak -69º 202. Y también de decir, comparando la luz que nos llega de 1987A con la de otras supernovas lejanas, cuál es la historia de sus estrellas progenitoras. Sin embargo, no todos los misterios que rodean a SN 1987A han podido ser resueltos.

El fogonazo de luz de 1987A fue precedido por una ráfaga de neutrinos que llegaron a la Tierra tres horas antes que la propia luz de la explosión, que iluminó profusamente tres anillos de gas que rodeaban a la supernova. Los dos anillos exteriores son más débiles y distantes, pero el interior, el más cercano a la estrella, es grueso y denso, con un diámetro aproximado de un año luz. Los tres anillos están hechos de materiales emitidos por la propia estrella, que empezó a experimentar pulsaciones en sus capas más externas decenas de miles de años antes de explotar, toda una “ventana temporal” que nos permite estudiar el comportamiento de la estrella en el periodo anterior a su destrucción.

Tras el primer destello de luz de la supernova, los anillos se desvanecieron, aunque el más interior de los tres volvió a iluminarse cuando la onda de choque de la explosión lo alcanzó en el año 2001, provocando su calentamiento y la emisión de una gran cantidad de rayos X, que pudieron ser detectados por el Observatorio Chandra, de la NASA. El anillo siguió brillando hasta el año 2013, y a partír de ahí se fue desvaneciendo como consecuencia del “efecto de triturado” de la onda expansiva, que lo golpeó a más de 1.800 km/s.

La cuestión es que no todo el anillo se desvanece al mismo tiempo, sino que lo hace de manera desigual, algo que lleva años intrigando a los investigadores. ¿Es el propio anillo el que no es regular o es que la explosión de la supernova fue asimétrica? Para Kari Frank, de la Penn State University, que ha llevado a cabo las observaciones más recientes de 1987A con el Observatorio Chandra, si el anillo estaba desequilibrado en origen, podría significar que Sanduleak -69º 202 formaba parte de un sistema binario, es decir, que tenía una compañera invisible pero cuya gravedad estaba influyendo en la geometría del anillo. No lo sabemos todavía

El pulsar perdido

Otra cuestión intrigante es averiguar qué es exactamente lo que la supernova dejó tras de sí después de la explosión. Sanduleak -69º 202 tenía, antes de estallar, una masa 20 veces mayor que la de nuestro Sol, y tras convertirse en supernova podría haber dejado una densa estrella de neutrones en rápida rotación (esto es, un pulsar) cuando su núcleo se colapsó y emitió la primera ráfaga de neutrinos. Sin embargo, los astrónomos no han encontrado hasta ahora evidencia alguna de la existencia de ese supuesto pulsar.

“La razón más probable de que no hayamos visto nada todavía -explica Frank- es que hay aún un montón de gas frío y de polvo muy cerca del anillo”. Un gas que estáría actuando igual que un espeso banco de niebla, bloqueando las emisiones del pulsar y haciéndolo invisible a nuestros instrumentos. Sin embargo, ya que esa niebla se está disipando junto con los demás restos de la supernova, no hay más que esperar a que se diluya por completo para que revele, si es que existe, el pulsar que esconde en su interior. Algo que, según Frank, sucederá durante los próximos 30 años.

Los restos de una supernova se caracterizan por la enorme cantidad de polvo arrojado por la estrella al espacio interestelar. Un polvo que se enfría poco a poco y que contiene elementos como carbono, oxígeno, nitrógeno, silicio y hierro, todos ellos forjados en el interior de la estrella muerta y que servirán, eventualmente, como “materia prima” para la formación de una nueva generación de estrellas, planetas, e incluso vida.

Por lo tanto, los próximos treinta años serán, como lo han sido ya las tres décadas transcurridas desde la explosión, un nuevo periodo de aprendizaje y datos sorprendentes. SN 1987A tiene aún muchos secretos guardados y, para Frank, nos depara aún más de una sorpresa. Por ejemplo, la onda de choque, una vez superado el anillo interior, empezará a moverse por el espacio en nuevos territorios. “¿Qué encontraremos allí? -se pregunta el científico-. Sea lo que sea, estamos a punto de averiguarlo“.


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  • Así se vería la supernova desde un hipotético planeta situado a 10.000 años luz de ella, en su misma galaxia – Wayne Rosing
 Así se vería la supernova desde un hipotético planeta situado a 10.000 años luz de ella, en su misma galaxia - Wayne Rosing

Así se vería la supernova desde un hipotético planeta situado a 10.000 años luz de ella, en su misma galaxia – Wayne Rosing

Un equipo internacional de astrónomos de la Universidad Estatal de Ohio, la Institución Carnegie para la Ciencia y la Fundación Kavli acaban de hacer público en Science un hallazgo excepcional: la mayor supernova observada en toda la historia, 200 veces más poderosa que una supernova «normal». Se trata de una inmensa bola de fuego y gas que está liberando una energía equivalente a la de varios cientos de miles de millones de soles. Y en el corazón mismo de esa esfera ardiente y en expansión, duerme un núcleo de gran densidad y no más de 10 kilómetros de diámetro, sobre cuya naturaleza los investigadores no terminan de ponerse de acuerdo.

Los astrónomos piensan que el objeto central de la supernova podría ser unmagnetar, un cadáver estelar formado por una rara variedad de estrella de neutrones, increíblemente densa, con un potente campo magnético y que gira sobre sí misma a gran velocidad emitiendo potentes pulsos de rayos X y Gamma. Pero nunca hasta el momento se había visto un magnetar tan sumamente poderoso. Tanto, que va incluso más allá de los límites establecidos por la Física. El estallido de la supernova se produjo el pasado 14 de junio y fue inmediatamente detectado por observatorios de todo el mundo. Su nombre es ASASSN-15h

«Si realmente se trata de un magnetar – afirma Krzysztof Stanek, de la Universidad de Ohio- es como si la naturaleza hubiera decidido barrer todo lo que sabíamos sobre magnetares».

Las supernovas, cuya existencia ya fue documentada por la Humanidad hace 2.000 años, son fruto de violentas explosiones estelares y constituyen los objetos más luminosos del Universo. Pero hace dos décadas, los astrónomos encontraron y bautizaron una rara y nueva categoría de «supernovas super luminosas» que son capaces de brillar con mucha más intensidad que la inmensa mayoría de supernovas. Se piensa que estos objetos extraordinariamente brillantes obtienen su energía de los magnetares, pero el caso de ASASSN 15h se sale de cualquier esquema conocido.

La gran bola de gas que rodea al misterioso y potentísimo objeto no puede distinguirse a simple vista, ya que se encuentra a 3.800 millones de años luz de nosotros. Una distancia realmente enorme, pero que no ha impedido que la explosión pudiera ser detectada por la red de telescopios ASASSN («All Sky Automated Survey for Supernovae»), un proyecto de colaboración que utiliza instrumentos de todo el mundo para detectar objetos muy brillantes en el Universo y gracias al que desde 2014, año en que fue puesto en marcha, se han descubierto ya 250 nuevas supernovas. A pesar de ello, los investigadores nunca se habían enfrentado hasta ahora a algo como esto.

En efecto, ASSASN-15h es 200 veces más potente que una supernova media, 570.000 millones de veces más brillante que nuestro Sol y veinte veces más brillante que todas las estrellas de nuestra galaxia juntas. (Se estima que la Vía Láctea está formada por 100.000 millones de estrellas). Para darnos una idea, solo en los cuatro primeros meses de observación la «mega supernova» emitió la misma cantidad de energía que emitiría el Sol si brillara durante… 90.000 millones de años.

Para Stanek, «debemos preguntarnos cómo es esto posible. Se necesita mucha energía para brillar tan intensamente, y esa energía tiene que venir de alguna parte». En palabras de Subo Dong, del Instituto Kavli de la Peking University en Pekin y primer firmante del artículo de Science, «la respuesta más honesta es que, llegados a este punto, no sabemos cual podría ser la fuente de energía de ASASSN 15h. Este descubrimiento puede dar lugar a nuevas ideas y revisiones para toda la categoría de supernovas super luminosas. Se trata de la supernova más potente descubierta en toda la historia. Y tanto el mecanismo de esa explosión como su fuente de energía permanecen rodeados por el misterio, ya que todas las teorías conocidas tienen serias dificultades para explicar la inmensa cantidad de energía radiada por ASASSN 15-h».

Magnetar de milisegundos

Todd Thomson, también de la Universidad de Ohio, aventura una posible explicación. La supernova podría haber dado lugar a un tipo muy raro de estrellas llamado magnetar de milisegundos, un núcleo extremadamente denso que gira muy rápidamente sobre si mismo y rodeado, como ya hemos dicho, por un potente campo magnético. Pero para alcanzar el brillo observado en esta supernova, ese magnetar debería de estar girando sobre sí mismo más de 1.000 veces por segundo, y convertir en luz toda esa energía de rotación con una eficiencia del 100%. Sería el ejemplo más extremo de magnetar considerado posible por las leyes de la Física.

«Teniendo en cuenta estas limitaciones -explica Thomson- ¿Sería posible ver alguna vez algo más luminoso que esto? Si realmente se trata de un magnetar, la respuesta, básicamente, es no».

A finales de este año, el telescopio espacial Hubble ayudará a resolver la cuestión, ya que permitirá a los investigadores observar la galaxia en la que se encuentra esta supernova. Y si los astrónomos encuentran que el objeto está en el mismo centro de una galaxia grande, entonces podría ser que, después de todo, la bola de gas no fuera una supernova y el objeto que hay en su centro no fuera un magnetar, sino algún tipo de actividad nuclear poco habitual alrededor de un agujero negro supermasivo. Si fuera así, estaríamos frente a un evento espacial completamente nuevo y nunca observado hasta la fecha.

 


El Pais

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Grupo de galaxias MACS J1149+2223, a 5.000 millones de años luz de distancia de la Tierra, con la supernova del fondo multiplicada por cuatro por el efecto de lente gravitacional, fotografiada por el `Hubble´. / NASA/ESA

El telescopio espacial Hubble ha fotografiado un sorprendente fenómeno: una lejana explosión de supernova multiplicada por cuatro debido a que su luz se curva por el efecto gravitatorio de una galaxia masiva, que está en un grupo galáctico también masivo interpuesto en la línea de visión desde la Tierra. Es la primera vez que se capta este efecto, denominado La Cruz de Einstein, con una supernova, aunque se conocía ya en decenas de casos de cuásares y de galaxias, anuncia la Agencia Europea del Espacio (ESA).

La galaxia que actúa como lente gravitacional para la supernova (bautizada por los científicos como Refsdal) está a una distancia de unos 5.000 millones de años luz de la Tierra y la explosión estelar, a unos 9.500 millones de años luz. La gran masa galáctica curva el espacio-tiempo y, por tanto, la luz de la supernova lejana al pasar junto a ella, formándose así, para el observador terrestre, las cuatro imágenes separadas de la explosión estelar con su luz magnificada.

“Fue una completa sorpresa”, explica Patrick Kelly, investigador de la Universidad de California en Berkeley (EE UU) y miembro del equipo GLASS que da a conocer el hallazgo esta semana en la revista Science, en una sección especial dedicada al centenario de la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Kelly, en concreto, fue quien halló la supernova multiplicada por cuatro analizando datos tomados por el Hubble (de la NASA y la ESA) en noviembre de 2014. “Es un descubrimiento maravilloso: llevamos 50 años buscando una supernova con un fuerte efecto de lente gravitacional y ahora hemos encontrado una”, añade Alex Filippenko, de la Universidad de California en Berkeley. “Además de ser realmente genial, puede proporcionar mucha información astrofísica importante”, recalca.

“La supernova se ve unas 20 veces más brillante que su brillo natural”, añade Jens Hjorth, del Dark Cosmology Centre (Dinamarca), otro de los autores de la investigación. “Eso se debe al efecto combinado de dos lentes superpuestas:

el masivo grupo galáctico enfoca la luz de la supernova en tres rutas diferentes y una de ellas está precisamente alineada con una galaxia elíptica del grupo, y se produce un segundo efecto de lente gravitatoria”. Se crean así las cuatro imágenes.

En el proceso de curvatura del espacio-tiempo que desvía la luz está implicada la materia ordinaria de esas galaxias, pero también la enigmática materia oscura que supone el 27 % del universo y que nadie sabe qué es, señalan los investigadores. Por ello, la imagen multiplicada de la supernova no solo es un hallazgo atractivo sino que puede ayudar a estimar la cantidad y la distribución de dicha materia oscura en el grupo galáctico.

 


Teoría de la Relatividad

La Teoría General de la Relatividad de Einstein predice que la masa en el universo curvan el espacio-tiempo y, por tanto, la trayectoria de la luz, actuando como una lente que magnifica los objetos que están detrás de dicha masa al ser observados desde la Tierra, explican los expertos de la Universidad de California en Berkeley. El efecto se denomina lente gravitacional y se observó por primera vez en 1979.

La masa que curva la luz de un objeto más lejano puede ser una galaxia o un grupo de ellas. En el caso de que el objeto del fondo, la masa interpuesta y el observador no estén perfectamente alineados, la luz del primero pasa lejos de la segunda y se produce una lente débil que distorsiona la imagen del objeto lejano. También es así cuando la masa no es muy grande. Pero si el objeto del fondo es extenso —como una galaxia— y está justo detrás de la masa interpuesta, o casi, el efecto de lente gravitacional fuerte puede generar un aro luminoso, denominado Anillo de Einstein. La lente gravitacional fuerte y las fuentes luminosas puntuales a menudo producen múltiples imágenes, como la de la supernova que se ve cuatro veces formando la Cruz de Einstein captada por el Hubble, resumen los científicos de Berkeley.


El Pais

  • La explosión estelar fue descubierta por unos estudiantes el pasado enero

La supernova SN 2014J fotografiada por el telecopio ‘Hubble’ el pasado 31 de enero y ampliada sobre la imagen-mosaico de la galaxia M82 que captó el mismo observatorio espacial en 2006. / nasa/esa/a.goobar (stockholm university)

La explosión de una estrella que descubrieron, por pura casualidad, unos estudiantes británicos hace poco más de un mes se ha convertido en punto de interés de astrónomos en todo el mundo, que incluso han apuntado el telescopio espacial Hubble para verla. Es la supernova más brillante que se ha detectado desde hace 27 años y todavía es visible en el cielo con telescopios modestos de aficionado. Además, es de un tipo especial (Ia) que utilizan los cosmólogos para medir grandes distancias en el universo. Pero el cielo suele dar sorpresas a los científicos y, en este caso, no solo a los jóvenes de la Universidad de Londres que fueron los primeros en verla. Un grupo de especialistas de la Universidad de Berkeley (EE UU) está estudiando la supernova, que estalló el pasado 21 de enero y que se denomina oficialmente SN 2014J, y ha visto que es extraña porque incrementó su brillo más rápido de lo esperado. “Puede que nos esté enseñando algo de las supernovas de tipo Ia que los teóricos necesiten comprender; tal vez lo que pensábamos que era un comportamiento normal de una de estas supernovas sea lo anormal”, señala Alex Filippenko, líder del equipo.

Una enana blanca tiene tanta masa como el Sol y el tamaño de la Tierra

Una supernova es una colosal explosión que sufre una estrella cuando se desestabiliza. La descripción estándar de estos fenómenos habla de astros inmensos, mucho más masivos que el Sol, que, cuando las reacciones nucleares de su interior han consumido todo su hidrógeno y se han quedado sin combustible colapsan desencadenando todo el proceso de explosión en forma de supernova. Pero las de tipo Ia son distintas: son estrellas enanas blancas, viejas y muy densas, tanto que en ellas una masa como la del Sol está comprimida en un tamaño equivalente al de la Tierra; si roban materia a un astro compañero o si se fusionan dos de ellas, pueden superar un cierto umbral de masa a partir del cual dejan de ser estables y se desencadena la colosal explosión.

Es lo que vieron un puñado de alumnos de la Universidad de Londres en la noche del 21 de enero pasado, durante unas prácticas, en las imágenes que lograron captar de la galaxia M82, entre las nubes de aquella noche poco adecuada para la astronomía observacional. A Steve Fossey, el profesor, le sorprendió el punto brillante que aparecía en la galaxia bien conocida, hizo unas comprobaciones y resultó que se trataba de una supernova.

Una vez que se confirmó oficialmente, astrónomos de todo el mundo apuntaron sus telescopios hacia M82, situada a unos 11,5 millones de años luz de la Tierra. También revisaron sus archivos de los días precedentes, y resultó que la SN 2014J estaba en fotografías tomadas antes. En concreto, el telescopio automático Katzman, en el observatorio Lick (California), la había captado el 14 de enero, solo unas 37 horas después de que fuera visible desde la Tierra. Incluso un astrónomo aficionado japonés la habría captado unas horas antes. Unos días después, el 31 de enero la fotografió el Hubble, cuando estaba cerca de su máximo de brillo.

El equipo de Filippenko explica que la SN 2014J muestra el mismo brillo rápido que otra supernova, la SN 2013dy, que descubrió el telescopio Katzman el año pasado. “Dos de las tres supernovas de tipo Ia más recientes y mejor observadas son extrañas, lo que nos da nuevas pistas sobre cómo explotan las estrellas”, comenta el astrónomo de Berkeley, haciendo referencia a un tercer objeto de este tipo, la SN 2011fe, de hace tres años, y cuyo comportamiento se ajustó mejor a los modelos teóricos y a observaciones precedentes. Estos investigadores presentan sus conclusiones sobre la supernova del 21 de enero en The Astrophysical Journal Letters.

Los científicos usan los estallidos de tipo Ia para medir distancias en el cielo

El valor de las Ia como buen mojón de medida de distancias en el universo se debe a que estas supernovas generan el mismo brillo más o menos, lo que permite estimar la distancia a la que está la galaxia en la que se producen estas explosiones (igual que se puede calcular la distancia de una bombilla encendida si se conoce su potencia). Y fue precisamente con dos investigaciones independientes que utilizaron, en los años noventa, estas supernovas para medir distancias en el cosmos y la velocidad de recesión de las respectivas galaxias como se descubrió la inesperada aceleración de la expansión del universo. Los principales responsables de los dos equipos (Adam Riess, Brian Schmidt y Saul Perlmutter) recibieron el Premio Nobel de Física en 2011, con la aceleración (supuestamente debida al efecto de la denominada energía oscura) convertida ya en el tema más candente y misterioso de la cosmología actual.

El comportamiento anómalo de la última supernova “no contradice los resultados de la aceleración de la expansión”, dice Filippenko, “al refinar la comprensión de las explosiones de tipo Ia se pueden mejorar las medidas de distancias y hacer cálculos más precisos de la tasa de expansión, acotando mejor la naturaleza de la energía oscura”.

Otros científicos de Berkeley y de la Universidad Nacional Australiana han investigado el umbral de masa definido a partir del cual la estrella enana blanca explota en una supernova Ia, umbral por el que su brillo sería tan uniforme. Richard Scalzo y sus colegas afirman ahora que estas estrellas explotan a partir de un rango de masas un poco más amplio que ese umbral. Su investigación, que se publicará en la revista Monthly Notices of the Royal Society británica, ayudará a perfilar los modelos teóricos existentes sobre estas supernovas.


ABC.es

  • Tenemos la increíble oportunidad de observar una supernova a 12 millones de años luz cada vez más brillante y que admira a los astrónomos
Una explosión estelar en otra galaxia, visible con unos simples prismáticos

Moisés Sanz, Grupo Astronómico Portuense
La supernova en la galaxia M82

Una de las tres supernovas que son visibles en estas fechas en tres galaxias diferentes, concretamente la que estalló en la conocida galaxia M 82, está deslumbrando a los expertos y científicos del campo de la astronomía.

A fecha de hoy la supernova SN 2014J de la galaxia M 82, continua aumentando su brillo y ahora es tan brillante como todas las estrellas de esa galaxia. M 82 es conocida como una galaxia de brote estelar, en la que el nacimiento de estrellas es enorme, debido al contacto gravitatorio que tiene con la aún mayor galaxia y vecina M 81. El acercamiento entre las galaxias provoca que el gas y el polvo, entre ellas se remueva, de tal forma que comienzan a unirse por la gravedad, a hundirse y crear estrellas.

Multitud de telescopios observan cómo la supernova SN 2014J evoluciona en dicha galaxia, se trata de la supernova de tipo Ia más cercana que ha estallado desde que se observó en la Vía Láctea la supernova de 1604, también conocida como supernova de Kepler, por el astrónomo que incluso escribió un libro con referencia a tal acontecimiento.

Los vientos estelares que se expanden de la supernova de M 82 viajan a la escalofriante cifra de 20.000 km/s, una expansión de las capas exteriores de la estrella que se puede contemplar a 12 millones de años luz y ya es visible incluso con unos simples prismáticos.

Tenga en cuenta que solo los mayores telescopios del mundo pueden ver algunas estrellas en la galaxia M 82 que se encuentra a 12 millones x 9,6 billones de km de la Tierra, pero ahora cualquier persona con solo la ayuda de unos pequeños prismáticos puede ver a esta estrella en aquella galaxia que se nos antoja lejana, pero en términos astronómicos, es como nuestra vecina.

 

Una explosión estelar en otra galaxia, visible con unos simples prismáticos

Supernova SN 2014J
Moisés Sanz, Grupo Astronómico Portuense

La supernova de tipo Ia es una estrella enana blanca, del tamaño de la Tierra, pero muy densa. Así terminará nuestro Sol, pero hay una clara diferencia: esta supernova parece acompañada de otra estrella, normalmente gigante. La enana blanca “roba” y extrae las capas exteriores de la gigante. Cuando estas capas caen sobre la enana blanca, y debido a la temperatura extrema de ésta, estalla, en una gigantesca explosión, que es visible desde gran parte del Universo.

Descubierta el 21 de enero, la supernova sigue creciendo en brillo, lo que implica que se trata de un acontecimiento poco visto y es motivo de estudio por el tiempo que lleva aumentando de magnitud por los más grandes observatorios astronómicos, terrestres y espaciales, sin desmerecer los estudios que realizan los astrónomos aficionados de todo el mundo.

El hecho de poder estudiar a esta supernova nos conduce a perfeccionar las distancias a las galaxias. Es muy simple. Si sabemos cuánto luce una bombilla de 100 W a un metro de distancia y si la alejamos a 2 metros, la luz disminuye a razón del cuadrado de la distancia, de modo que lucirá 4 veces menos. Si conocemos la distancia de una supernova de tipo Ia y la luz que produce, por otros métodos, y la de M 82 luce tantas veces menos que ésta que hemos calculado, podemos descifrar la distancia a la que está.

Esta cuestión es importantísima para estimar cómo se expande el Universo y la distancia a las galaxias, que no es fácil. Las supernovas son acontecimientos tan brillantes, que podemos calcular distancias enormes. No hay otro patrón para grandes distancias y esta supernova nos viene muy bien para poder seguir calculando las distancias, las velocidades con las que se separan las galaxias, la expansión del Universo y su futuro.

Una galaxia extraña

En cualquier caso, M 82 es una galaxia extraña, con un agujero negro en su núcleo de 30 millones de masas solares, una galaxia que no para de crear estrellas, con un brote estelar de dimensiones desconocidas hace 500 millones de años, aunque dicho brote se paró hace 100 millones de años.

Todo un reto, todo un espectáculo que debemos aprovechar, ver una estrella en otra galaxia solo lo pueden hacer los observatorios astronómicos más importantes de la Tierra o los telescopios espaciales. Ahora podemos aprovecharnos del evento.

M 82 se encuentra en la constelación de la Osa Mayor, mirando hacia el norte y es visible durante gran parte de la noche. Vea una estrella que no es de nuestra galaxia, es una oportunidad única.

Miguel Gilarte Fernández es director del Observatorio Astronómico de Almadén de la Plata en Sevilla y presidente de la Asociación Astronómica de España.


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  • Es la primera vez que los astrónomos han podido observar el inicio de los gránulos que formaron galaxias en el Universo temprano
Fotografían  una impresionante supernova que fabrica polvo

ESO | Recreación artística de la supernova 1987A, en la Gran Nube de Magallanes

El telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ha captado unas impresionantes imágenes de los restos de una supernova repleta de grandes cantidades de polvo cósmico formado hace poco tiempo. Se trata de la supernova 1987A , ubicada en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana que orbita la Vía Láctea a unos 160.000 años luz de la Tierra. Es la primera vez que los astrónomos han podido observar el inicio de los gránulos que formaron galaxias en el Universo temprano. Si una cantidad suficiente de este polvo lograra realizar la peligrosa transición hacia el espacio interestelar, informan los científicos, podría explicar cómo muchas galaxias adquirieron su aspecto oscuro y polvoriento.

Las galaxias pueden contener enormes cantidades de polvo y se cree que las supernovas son una de sus principales fuentes de producción, especialmente en el Universo primitivo. Pero la evidencia directa que demuestra la verdadera capacidad que tienen las supernovas de generar polvo ha sido muy escasa hasta el momento. Sin embargo, las nuevas observaciones pueden cambiar este escenario.

Fotografían una impresionante supernova que fabrica polvo

“Hemos encontrado una masa de polvo de enormes proporciones concentrada en la parte central del material eyectado de una supernova relativamente joven y cercana”, dice Remy Indebetouw, astrónomo del Observatorio Radioastronómico Nacional de los Estados Unidos (NRAO) y de la Universidad de Virginia, ambos localizados en Charlottesville, Estados Unidos. “Esta es la primera vez que realmente hemos logrado obtener imágenes del lugar en donde se formó el polvo, lo que es de gran importancia para comprender la evolución de las galaxias”.

La más cercana

La SN 1987A es la explosión más cercana alguna vez captada desde la observada por Johannes Kepler dentro de la Vía Láctea en 1604. Los astrónomos predijeron que a medida que el gas se enfriara luego de la explosión, se formarían grandes cantidades de polvo una vez que los átomos de oxígeno, carbono y silicio se combinaran en las frías regiones centrales del remanente. Con la resolución y sensibilidad sin precedentes de ALMA, el equipo de investigación fue capaz de fotografiar el polvo frío, el que se encuentra en mayores proporciones y brilla intensamente en luz milimétrica y submilimétrica. Los astrónomos estiman que el remanente ahora contiene alrededor del 25 por ciento de la masa del Sol en polvo recién formado. Además, descubrieron que se habían generado importantes cantidades de monóxido de carbono y monóxido de silicio.

“La SN 1987A es un lugar especial, ya que no se ha mezclado con su entorno”, comenta Indebetouw. “Los nuevos resultados producidos por ALMA, los primeros de su clase, revelan un bloque conformado por el remanente de la supernova colmado de material que simplemente no existía hace unas décadas”.

“Las primeras galaxias contienen enormes cantidades de polvo y este posee un rol fundamental en la evolución de las mismas”, dice Mikako Matsuura, de la Escuela Universitaria de Londres, Reino Unido. “Hoy sabemos que el polvo se puede generar de varias maneras, pero en los inicios del Universo la mayor parte debe haber provenido de las supernovas. Por fin tenemos una evidencia clara que avala esa teoría”.


ABC.es

  • Para los científicos, supone una oportunidad única para presenciar la muerte de una estrella desde el principio. El resto quizás podamos de contemplarla a simple vista

Una supernova explotará y será visible desde la Tierra en 50 años

Archivo ABC | Recreación de la explosión de una supernova

Astrónomos de la Universidad Estatal de Ohio han calculado las probabilidades de que, en algún momento durante los próximos 50 años, una supernova de nuestra galaxia sea visible desde la Tierra. Y han llegado a la feliz conclusión de que hay un 100% de probabilidades de que esa supernova sea visible para los telescopios en forma de radiación infrarroja y un 20% de que el espectáculo estelar pueda contemplarse a simple vista en el cielo nocturno. Lo cuentan en la revista The Astrophysical Journal y su estudio está disponible en Arxiv.org.

El hallazgo, según sus autores, supone una gran noticia para los astrónomos, que disponen de cámaras de infrarrojos de alta potencia para apuntar al cielo en cualquier momento. El estudio sugiere que tienen una sólida oportunidad de hacer algo que nunca se ha hecho antes: detectar una supernova lo suficientemente rápido como para presenciar lo que sucede en el comienzo mismo de la muerte de una estrella. Una estrella masiva se convierte en supernova en el momento en que agota todo su combustible nuclear y su núcleo se colapsa, justo antes de que explote violentamente y lance la mayor parte de su masa al espacio.

«Vemos todas estas estrellas convertirse en supernovas en otras galaxias , y no entendemos completamente cómo sucede. Creemos que lo sabemos, pero eso no es verdad al 100%», dice Christopher Kochanek, profesor de astronomía en la Universidad de Ohio. «Hoy en día, las tecnologías han avanzado hasta el punto de que podemos aprender muchísimo más sobre supernovas si podemos pillar la siguiente en nuestra galaxia y estudiarla con todas las herramientas disponibles», explica.

El estudio de las supernovas en la Vía Láctea es posible gracias a que los astrónomos tienen detectores sensibles de neutrinos (partículas emitidas por el núcleo de una estrella en colapso ) y ondas gravitacionales (creadas por las vibraciones del núcleo de la estrella), que puede encontrar cualquier supernova en nuestra galaxia. La pregunta es si en realidad podemos ver la luz de la supernova, ya que vivimos en una galaxia llena de polvo, partículas de hollín que Kochanek compara con observar el espacio a través de los gases emanados por un camión, que absorben la luz y podrían ocultar una supernova de nuestra vista.

«Cada pocos días, tenemos la oportunidad de observar supernovas fuera de nuestra galaxia», dice Scott Adams, miembro del equipo investigador. «Pero solo hay algunas cosas que puedes aprender de ellas, mientras que una supernova galáctica nos mostraría mucho más. Nuestros detectores de neutrinos y detectores de ondas gravitacionales solo son lo suficientemente sensibles como para tomar medidas dentro de nuestra galaxia, donde creemos que una supernova ocurre solo una vez o dos veces por siglo».

Nuevo detector

En un escenario ideal, los detectores de neutrinos como el Super- Kamiokande (Super-K) en Japón podrían hacer sonar la alarma en el momento que detectan los neutrinos, e indicar la dirección de donde vengan las partículas. Entonces, los detectores infrarrojos podrían apuntar al lugar casi de inmediato, para capturar la supernova antes de que comience a brillar. Los observatorios de ondas gravitacionales podrían hacer lo mismo.

Pero como no todos los neutrinos vienen de supernovas -algunos llegan de reactores nucleares, la atmósfera de la Tierra o el Sol- es posible que el detector no reconozca la diferencia. «Necesitamos una manera de decir inmediatamente que la explosión se debe a una supernova», dice John Beacom , profesor de física y astronomía y director del Centro de Cosmología y Física de Astro- partículas en el estado de Ohio.

Expertos en neutrinos y coautores del artículo han construido un modelo a escala de un tipo especial de detector de neutrinos en una nueva cueva subterránea en Japón. El nuevo detector, que llaman Egads (Evaluación de acción de gadolinio en sistemas de detección) pesa 200 toneladas -mucho menor que las 50.000 toneladas de Super-K-, y se compone de un tanque de agua ultrapura. El agua se enriquece con una pequeña cantidad del elemento de gadolinio, que ayuda a registrar los neutrinos de supernova de una manera especial. Cuando un neutrino de una supernova de la Vía Láctea entra en el tanque, puede colisionar con las moléculas de agua y liberar energía, junto con algunos neutrones. El gadolinio tiene una gran afinidad por los neutrones y los absorberá y volver a emitir energía propia. El resultado sería una señal de detección seguida por otra una pequeña fracción de segundo más tarde, una señal de «latido» en el interior del depósito para cada neutrino detectado. Según los investigadores, esta señal permitirá a los científicos hacer anuncios de detecciones de supernovas más seguros y oportunos.

A simple vista

Para aquellos de nosotros que esperamos ver una supernova de la Vía Láctea con nuestros propios ojos, las posibilidades son más bajas y dependen de nuestra latitud en la Tierra. La última vez que ocurrió fue en 1604, cuando Johannes Kepler descubrió una unos 20.000 años luz de distancia en la constelación de Ofiuco. Se encontraba en el norte de Italia en ese momento .

Los astrónomos creen que la probabilidad de que una supernova galáctica sea visible a simple vista desde algún lugar en la Tierra en los próximos 50 años es aproximadamente del 20 a 50%. Los habitantes del hemisferio sur tienen más probabilidades, ya que pueden ver más de nuestra galaxia en el cielo nocturno. Las probabilidades empeoran a medida que se avanza hacia el norte.

«Con solo una o dos por siglo, la posibilidad de una supernova en la Vía Láctea es pequeña, pero sería una tragedia perdérsela y este trabajo tiene por objeto mejorar las posibilidades de estar listo para el evento científico de toda una vida», concluye Beacon.


La Razón

Una supernova captada en el observatorio español de Calar Alto

Una supernova captada en el observatorio español de Calar Alto

Un equipo científico europeo, del Instituto de Ciencias del Espacio (CSI/IEEC), ha dado nuevas claves sobre las supernovas superluminosas (SLSN) en un trabajo en el que consideran que su brillo puede estar alimentado por el campo magnético de una estrella de neutrones.

En el artículo, que publica la revista Nature, los expertos indican que esas explosiones de supernova tan brillantes podrían estar provocadas por estrellas de neutrones que giran cientos de veces por segundo, creando campos magnéticos enormes.

Las estrellas masivas finalizan su vida en explosiones estelares llamadas supernovas, llenando de esta forma el Universo de todos los elementos químicos que se observan y que, según los datos de los científicos, son miles de millones de veces más brillantes que el Sol.

“Hay que tener en cuenta que estas son supernovas muy especiales porque son tan brillantes que pueden ser consideradas como mensajeros del Universo lejano“, han señalado los expertos en el comunicado.

“La luz viaja a través del espacio a una velocidad constante, a medida que miramos más lejos, vemos instantáneas del pasado cada vez más lejano. Si pudiéramos entender los procesos que dan lugar a estas brillantes explosiones, podríamos sondear cómo era el universo poco después de su nacimiento”, agregan.

Hace décadas se descubrió que el calor y la luz de estos eventos tienen su origen en las ondas explosivas y material radiactivo que generan las estrellas masivas cuando, al final de su vida, se desploman sobre sí mismas para dar lugar a una estrella de neutrones o un agujero negro.

Sin embargo, recientemente, se ha descubierto la existencia de supernovas mucho más luminosas (SLSN) que no pueden ser intepretadas de la misma manera: estas supernovas son cientos de veces más brillantes que las supernovas típicas y el origen de sus propiedades extremas es aún un misterio.

“En un número pequeño de los casos, la estrella de neutrones tiene un campo magnético muy potente y gira muy rápidamente sobre su eje, del orden de 300 veces por segundo. A medida que se ralentiza podría transferir parte de la energía asociada al giro a la supernova a través de su campo magnético, haciéndola más brillante de lo normal”, según el equipo, del que forman parte dos astrónomas españolas, Nancy Elias-Rosa y Antonia Morales-Garoffolo.

Los descubrimientos de estas partículas de explosiones estelares han sido posibles gracias a la creación en los últimos años de varios programas científicos que cartografían constantemente el cielo en busca de nuevos tipos de objetos transitorios.

En uno de esos programas Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System), se encontraron dos supernovas que resultaron ser de las más brillantes jamás descubiertas.

El equipo científico europeo observó su evolución durante más de un año mientras se apagaban lentamente, y para ello utilizaron algunos de los telescopios más grandes del mundo.

El Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC/IEEC) participó con observaciones muy relevantes obtenidas con el Gran Telescopio de Canarias, un telescopio con un espejo de 10 metros de diámetro, ubicado en el Observatorio de Roque de los Muchachos de la isla de La Palma.

Hasta ahora, algunos físicos habían considerado que estos tipos de explosión provenían de las estrellas más masivas del universo cuando, al final de sus vidas, colapsaban sobre sí mismas estallando de manera parecida a una bomba gigante.

Sin embargo, los datos recopilados en este nuevo estudio muestran que estos modelos no concuerdan con lo que se ve y que las SLSN investigadas ahora se pueden explicar mejor si se considera que su brillo es alimentado por un campo magnético de una estrella de neutrones que gira rápidamente sobre sí misma y no por las estrellas supermasivas que se suponía.


El Pais

  • La explosión estelar que ahora captan los telescopios en la Tierra, se produjo cuando el cosmos tenía solo 1.500 millones de años

Simulación por ordenador de una galaxia con una supernova superluminosa. / adrian malec y marie Martig (u.swinburne)

Algunas estrellas explotan. Cuando esto sucede, y responde a distintos procesos físicos, se llaman supernovas y su luminosidad es tan alta que supera a la de la propia galaxia en la que reside. Pero entre las supernovas hay un tipo especial, ultraluminosas o superluminosas, y unos científicos han encontrado dos de ellas que, además están muy lejos: una es la más distante descubierta hasta ahora. Estalló cuando el universo tenía solo unos 1.500 millones de años (ahora tiene 13.700 millones) y su luz ha estado viajando hasta ahora. La otra supernova corresponde al cosmos de 3.000 millones de años después del Big Bang. Aunque sean del universo joven, los dos astros que estallaron no eran de la primera generación de estrellas que se formaron tras la gran explosión inicial, pero el hallazgo de las dos supernovas superluminosas lejanas abre la posibilidad de depurar las técnicas de observación y explorar aquellos astros primitivos, dicen los científicos, que publican su hallazgo en la revista Nature.

Las supernovas se clasifican en tres tipos atendiendo a sus características y a los diferentes mecanismos que desencadenan las explosiones. Las del llamado tipo Ia, que ha jugado un papel determinante en el descubrimiento de la energía oscura del universo al ayudar a los cosmólogos medir distancias en el universo, se producen cuando una estrella enana blanca de un sistema de dos astros ha devorado suficiente materia de su compañero para alcanzar la masa crítica y estalla, recuerda el especialista Stephen Smarti en Nature. Otro tipo son las de colapso de núcleo, estrellas muy masivas, mucho más que el Sol, que han consumido todo su combustible de las reacciones nucleares que las hacen brillar y colapsan; entonces explotan lanzando al espacio ingentes cantidades de materia y radiación. El tercer tipo son las supernovas superluminosas, 10 y 100 veces más brillantes que los dos tipos anteriores, respectivamente. A estas pertenecen las muy lejanas SN2213-1745 y SN1000+0216, que han descubierto Jeff Cooke (Universidad Swinburne de Tecnología, en Australia) y sus colegas. La primera estallo 3.000 millones de años después del Big Bang, y la segunda, la más lejana, sólo 1.500 millones de años tras la explosión inicial.

Los científicos no tiene claro el mecanismo que desencadena la explosión de las superluminosas, pero teoría si que tienen, y las llaman supernovas de pares electrón-positrón, es decir, de materia-antimateria (el positrón es la antipartícula del electrón). La idea es que en estrellas realmente supermasivas (entre 100 y 300 masas solares), sus núcleos llegan a alcanzan temperaturas tan altas que se crean pares electrón-positrón. Entonces el astro se contrae, se desestabiliza y se desencadena una masiva explosión termonuclear de manera que el calor generado en el proceso enciende la supernova hasta intensidades superluminosas, explica Smartt.

Se conocían ya supernovas de este tipo pero mucho más cercanas a la Tierra, y el hallazgo de las dos tan distantes abre la puerta hacia la posibilidad de encontrar alguna incluso en la primera generación de estrellas, sugieren los investigadores liderados por Cooke. Además, las supernovas superluminiosas, “son extremadamente poco corrientes” en el cosmos cercano, “pero se espera que sean más comunes”, en el universo lejano, afirman.

Los investigadores han encontrado SN2213-1745 y SN1000+0216 en registros de hace unos años del telescopio Franco-Canadiense, en Hawai, aplicando una técnica desarrollada por ellos que les ha permitido descubrir estos fenómenos que se habían pasado por alto en su momento. Así, la SN2213-1745 se captó en los rastreos del cielo de de 2005 y 2006, y la SN1000+0216, en los de 2006, 2007 y 2008. Luego, ellos las han observado con el telescopio de diez metros Keck I, también en Hawai, para calcular la distancia a la que están.

Los expertos miden la distancia por el valor del denominado corrimiento al rojo (z), y para estas dos supernovas son: z=2.05 para SN2213-17-45 y z=3.90 para SN1000+0216. El récord anterior de distancia de una supernova estaba en z=2.36, apunta Nature.

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