Agencias, Ciudad de México.- Astrónomos han conseguido seguir de cerca una supernova mientras su luz emergía del material circunestelar en el que estaba incrustada la estrella en explosión.

Utilizando múltiples telescopios, incluido el Observatorio W. M. Keck en Hawai, investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias pudieron recopilar datos precisos de una supernova única llamada SN 2023ixf. Sus hallazgos se publican en Nature.

Hasta hace poco, las supernovas se consideraban raras y se conocían ocurrencias en la Vía Láctea que ocurrían, en el mejor de los casos, una vez por siglo, iluminando el cielo nocturno con la intensidad de 100 millones de soles; La última explosión observable en nuestra galaxia tuvo lugar hace cientos de años.

Desde entonces, los avances en la tecnología de los telescopios han ayudado a identificar supernovas en galaxias distantes, proporcionando más datos de los que antes eran posibles. Aún así, persiste el mismo problema; Dado que las explosiones no se pueden predecir, los astrofísicos son como arqueólogos espaciales: generalmente llegan al lugar después del evento e intentan recopilar información de los restos.

“Eso es lo que hace que esta supernova en particular sea diferente”, dice el estudiante de doctorado Erez Zimmerman, que participó en la investigación. “Pudimos, por primera vez, seguir de cerca una supernova mientras su luz emergía del material circunestelar en el que estaba incrustada la estrella en explosión”.

Los científicos admitieron que tuvieron suerte. El equipo del Instituto Weizmann de Ciencias solicitó tiempo de investigación en el Telescopio Espacial Hubble, con la esperanza de recopilar datos espectrales ultravioleta (UV) sobre cualquier supernova que interactúe con su entorno.

En cambio, tuvieron la oportunidad de presenciar en tiempo real una de las supernovas más cercanas en décadas: una supergigante roja explotando en una galaxia vecina llamada Messier 101, también conocida como la galaxia Molinete.

No sólo lograron que el Hubble tomara las coordenadas y el ángulo correctos para registrar los datos necesarios, sino que, debido a la relativa proximidad de la explosión, resultó que el Hubble ya había realizado grabaciones en este sector del universo muchas veces antes.

En cuanto a los archivos de la NASA, el equipo pudo adquirir datos anteriores a la eventual desaparición de la estrella (cuando todavía era solo una supergigante roja en sus etapas finales de vida), creando así el retrato más completo de una supernova: una combinación de sus últimos días y su muerte.

Las observaciones de SN 2023ixf consistieron en datos de rayos UV y X de los observatorios Hubble y Swift, así como de muchos de los mejores telescopios del mundo.

Esto incluyó espectros capturados utilizando tres de los instrumentos del Observatorio Keck: el Keck Cosmic Web Imager (KCWI), el espectrógrafo de imágenes profundas y multiobjetos (DEIMOS) y el espectrómetro de imágenes de baja resolución (LRIS), y cada instrumento ofrece una vista única de la supernova. y cómo cambió con el tiempo.

La recopilación de datos espaciales y terrestres de alta calidad permitió a los investigadores mapear las dos capas exteriores de la estrella en explosión y elaborar una hipótesis extraordinaria.

“Los cálculos del material circunestelar emitido en la explosión, así como la densidad y masa de este material antes y después de la supernova, crean una discrepancia, lo que hace muy probable que la masa faltante termine en un agujero negro que se formó después de la explosión, algo que normalmente es muy difícil de determinar“, dice el estudiante de doctorado Ido Irani.

“Las estrellas se comportan de manera muy errática en su tercera edad”, dice el profesor Avishay Gal-Yam, que lideró el grupo de investigación. “Se vuelven inestables y normalmente no podemos estar seguros de qué procesos complejos ocurren dentro de ellos porque siempre comenzamos el proceso forense después del hecho, cuando muchos de los datos ya se han perdido”.

Las primeras observaciones fortuitas que carecían de datos ultravioleta (UV) no pudieron determinar si la emisión inicial se estaba calentando o enfriando y, por tanto, la naturaleza del evento de explosión inicial. Aquí presentamos los espectros UV del cercano SN 2023ixf en la galaxia Messier 101 (M101). Utilizando los datos de UV, así como un conjunto completo de observaciones adicionales de múltiples longitudes de onda, resolvemos temporalmente la aparición del impacto de la explosión a partir de un medio espeso calentado por la emisión de SN. Derivamos una curva de luz bolométrica confiable que indica que el choque surge de una capa densa con un radio sustancialmente mayor que el de las supergigantes típicas.

Las observaciones de esta supernova realizadas por numerosos grupos de investigación en todo el mundo servirán para entender mejor los procesos por los cuales las supernovas aumentan tanto su brillo rápidamente, que decae en los días siguientes a la explosión, generalmente de forma menos extrema. Además, gracias a su cercanía, también nos puede ayudar a encontrar y caracterizar a las estrellas precursoras de estas supernovas, antes incluso de que observemos su muerte.

Para esto, aprovechando la gran cantidad de observaciones de M101, múltiples equipos han puesto sus ojos en el pasado, es decir, en datos de archivo, con el fin de caracterizar la estrella antes de que este evento tuviese lugar. Varios de estos grupos han encontrado ya una estrella supergigante roja como principal candidata a haber originado esta gran explosión. Aunque todavía sea pronto para asegurarlo, mirando al pasado y entendiendo las peculiaridades de esta estrella podemos estar abriendo un nuevo camino en el estudio de supernovas, con el objetivo de poder observar con mayor rapidez estos raros sucesos, ¡e incluso predecirlos antes de que ocurran!

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