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El mapa de una supernova

Una nueva herramienta permite cartografiar en 3D los elementos químicos que dejan las estrellas que han explotado.

Imagen en el infrarrojo y en rayos X de G299, un remanente de supernova de tipo Ia en la Vía Láctea. [NASA/Observatorio Chandra/Universidad de Texas/S. Post et al. (rayos X); 2MASS/Universidad de Massachusetts/IPAC-Caltech/NASA/Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. (infrarrojo)]

Cuando una enana blanca absorbe suficiente material de una estrella cercana, acaba sufriendo una violenta explosión conocida como supernova de tipo Ia. Estos estallidos estelares arrojan al espacio elementos químicos recién sintetizados que se mezclan con el gas interestelar y que acabarán incorporándose a las estrellas y las galaxias. Sin embargo, los astrofísicos aún no conocen con todo detalle las condiciones físicas bajo las que se producen estas explosiones.

En un trabajo reciente, Ivo Seitenzahl, astrofísico de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Canberra, y sus colaboradores han usado el recién renovado Telescopio Muy Grande (VLT), en Chile, para cartografiar en 3D y con un detalle sin precedentes las gigantescas nubes de residuos que dejan los estallidos de supernova. Tales representaciones permiten «rebobinar» el proceso e inferir las propiedades fundamentales de la estrella que explotó, incluida su masa y la energía liberada, explica Carles Badenes, astrofísico de la Universidad de Pittsburgh que no participó en el estudio.

Cuando se produce una supernova de esta clase, desde la enana blanca salen disparados elementos químicos pesados a velocidades supersónicas. Ello genera una onda de choque dirigida hacia fuera, a través del gas y el polvo interestelar circundante, y otra que rebota en los restos de la explosión, lo que calienta la materia expulsada hasta temperaturas que causan la emisión de rayos X. El análisis de esa radiación permite determinar la composición química del remanente de supernova. Sin embargo, los instrumentos actuales carecen de la resolución necesaria para medir cómo se mueve el material eyectado.

El grupo de Seitenzahl ha usado las observaciones en luz visible del VLT para analizar remanentes de supernova con una nueva técnica descrita el pasado mes de julio en Physical Review Letters. Los modelos sugieren que las supernovas de tipo Ia producen la mayor parte del hierro del universo. Y este debería estar tanto más ionizado cuanto más atrás de la onda de choque se encuentre, lo que tendría que ir acompañado de la emisión de ciertas frecuencias distintivas de luz visible. Hasta ahora, sin embargo, esas emisiones eran demasiado débiles para que los telescopios pudieran captarlas.

Luz emitida por dos remanentes de supernova. El color verde indica la presencia de iones de hierro.<br />[I. R. SEITENZAHL ET AL.]

Gracias a las recientes mejoras técnicas que ha experimentado el VLT, los investigadores lograron observar capas concéntricas de iones de hierro en varios remanentes de supernova de la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana satélite de la Vía Láctea. A partir de la forma en que se distorsionaba dicha luz, determinaron por primera vez la velocidad de la onda de choque inversa (la dirigida hacia el interior) en el remanente de una supernova de tipo Ia. «Es ciencia emocionante, hecha posible gracias a la tecnología y aplicada justamente al tipo de supernova que más lo requiere», apunta Dan Milisavljevic, astrónomo de la Universidad Purdue que tampoco participó en el trabajo.

El grupo de Seitenzahl también descubrió una supernova originada a partir de una enana blanca cuya masa habría sido menor de la que se consideraba necesaria para desencadenar la explosión, lo que sugiere que aún es mucho lo que los astrónomos pueden aprender sobre estos estallidos. En el futuro, otros trabajos podrían revelar más detalles acerca de las sustancias producidas en las supernovas de tipo Ia, si la explosión se inicia en la superficie o en el interior de la estrella, así como las condiciones precisas que la desencadenan.

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