El Astrónomo Errante

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En busca de los esquivos progenitores de las supernovas de tipo Ia

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Los astrónomos conocen bastante bien cómo evoluciona una supernova de tipo Ia. La forma en la que estas estrellas explotan y el modo en que atenúan después su brillo es tan predecible que se han utilizado para medir la expansión del Universo. Esta fiabilidad llevó al descubrimiento de que nuestro Universo no sólo se hacía cada vez más grande,sino que su forma de ampliarse era acelerada, lo que a su vez llevó al descubrimiento de la energía oscura. Sólo hay un pequeño detalle sin resolver: nadie sabe con seguridad qué causa una supernova.

"Las causas de una supenova son uno de los grandes misterios sin resolver de la astrofísica actual", dice Rossane Di Stefano, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica.

Los astrónomos están seguro de que para que se produzca una supernova de tipo Ia, la energía de la explosión proviene de la fusión del carbono y del oxígeno  presentes en el núcleo de una enana blanca. Para detonar, la enana blanca debe ganar masa hasta que alcance un punto de inflexión en que ya no pueda sostenerse.

Pero, ¿cómo se hace más grande una enana blanca? Hay dos escenarios posibles principales que llevan a una enana blanca a explotar, y ambos requieren la presencia de una estrella compañera.

En la primera posibilidad, la masa se obtiene por acreción. La gravedad de la enana blanca atrae la materia de una estrella gigante cercana. En la segunda posibilidad,dos enanas blancas colisionan y se fusionan. Para determinar qué opción es la correcta, o al menos la más común, los astrónomos buscan evidencias de estos dos sistemas binarios.

En la imagen negativa de la derecha,perteneciente a la galaxia del Molinete (M 101), los cuadrados rojos marcan la posición de fuentes de rayos X blandos. M 101 debe contener cientos de enanas blancas en acreción en las que la fusión nuclear se está produciendo, lo que debe producir ingentes cantidades de rayos X. Sin embargo, en sólo unas pocas decenas de los casos se detectan rayos X blandos.

Para encontrar pruebas de la primera hipótesis, los astrónomos buscaron en las enanas blancas de acreción los llamados rayos X súper-blandos. Los rayos X se producen cuando el gas que golpea a la superficie de la estrella se somete a la fusión nuclear. Teniendo en cuenta la tasas media de supernovas, una galaxia debe contener cientos de fuentes de este tipo de rayos X. Sin embargo,se han encontrado muy pocas y muy espaciadas.

Esto llevó a los astrónomos a creer que tal vez el escenario de fusión era la fuente más común de las supernovas Tipo Ia, al menos en muchas galaxias. Esta conclusión se basa en la suposición de que las enanas blancas en acreción aparecerán como fuentes de rayos X súper-blandos cuando su propia materia experimenta la fusión nuclear.

Pero un nuevo documento de Di Stefano y sus colegas sostiene que los datos no apoyan esta hipótesis. El documento argumenta que una supernova inducida por fusión también estará precedida de una época en la que una de las enanas blancas acrete materia de la otra sometiéndola a la fusión nuclear. Las enanas blancas se producen en estrellas de avanzada edad, y hay que tener en cuenta que las estrellas envejecen a diferentes velocidades. Cualquier sistema binario de dos enanas blancas pasa por una fase previa en la que la estrella que más rápido envejece, y por lo cual, se convierte antes en enana blanca, acreta materia de su compañera, de envejecimiento más lento. Si estas enanas blancas producen los rayos X, entonces deberíamos encontrar casi cien veces más fuentes de rayos X blandos de los que hemos hallado.

Esto significa que los rayos X blandos no están proporcionando evidencia para cualquiera de los escenarios puesto que ambos involucran la acumulación de materia y fusión nuclear en algún momento de su evolución. La alternativa propuesta por Di Stefano es que las enanas blancas no son luminosas en longitudes de onda de rayos-X durante largos periodos de tiempo. Tal vez el material que rodea a la enana blanca pueda absorber los rayos X, o las enanas blancas en acreción podrían emitir la mayor parte de su energía en otras longitudes de onda.

Si esta es la explicación correcta, dice Di Stefano, "hay que diseñar nuevos métodos para buscar al esquivo progenitores de las supernovas Tipo Ia."

Más información en el enlace.


 
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