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| Figura 1: Esta simulación por computadora de una supernova muestra cómo se expulsa la materia del corazón de una estrella en explosión. Crédito: RIKEN Astrophysical Big Bang Laboratory |
Una supernova en una galaxia cercana puede haberse originado a partir de una explosión de una supergigante azul formada por la fusión de dos estrellas, sugieren simulaciones de los astrofísicos de RIKEN. La naturaleza asimétrica de esta explosión puede proporcionar pistas sobre dónde buscar la esquiva estrella de neutrones que nació en este cataclismo estelar.
Una supernova de colapso del núcleo ocurre cuando el núcleo de una estrella masiva ya no puede soportar su propia gravedad. El núcleo se derrumba sobre sí mismo, provocando una violenta explosión que destruye las capas externas de la estrella, dejando atrás una estrella de neutrones o un agujero negro.
En 1987, los astrónomos vieron explotar una estrella en la Gran Nube de Magallanes, uno de los vecinos más cercanos de nuestra galaxia. Desde entonces, los científicos han estudiado intensamente las secuelas de esta supernova, conocida como SN 1987A, para comprender la naturaleza de la estrella progenitora y su destino.
El progenitor de este tipo de supernova es generalmente una supergigante roja, pero las observaciones han demostrado que SN 1987A fue causada por una supergigante azul compacta. "Ha sido un misterio por qué la estrella progenitora era una supergigante azul", dice Masaomi Ono en el Laboratorio Astrofísico RIKEN Big Bang.
Mientras tanto, las observaciones de rayos X y rayos gamma de SN 1987A han revelado grupos de níquel radiactivo en la materia expulsada. Este níquel se formó en el núcleo de la estrella durante su colapso, y ahora se aleja de la estrella a velocidades de más de 4.000 kilómetros por segundo. Las simulaciones previas de la supernova no habían podido explicar completamente cómo este níquel podía escapar tan rápidamente.
Ono y colaboradores simularon explosiones asimétricas de supernovas de colapso del núcleo de cuatro estrellas progenitoras y las compararon con observaciones de SN 1987A. La coincidencia más cercana involucró a un progenitor supergigante azul formado por una fusión entre dos estrellas: una supergigante roja y una estrella de secuencia principal. Durante la fusión, la estrella más grande habría despojado la materia de su compañero más pequeño, que giró en espiral hacia adentro hasta que fue completamente absorbida, formando una supergigante azul que gira rápidamente.
Esta es la primera vez que se prueba un escenario de fusión binaria para determinar el agrupamiento de níquel de esta supernova, dice Ono. La simulación reprodujo con precisión las aglomeraciones de níquel junto con dos chorros de eyección.
La simulación también puede ayudar a encontrar la estrella de neutrones que se formó durante la supernova, que no se ha localizado a pesar de 30 años de búsqueda. En una explosión asférica, la estrella de neutrones podría haber sido pateada en la dirección opuesta al grueso de la eyección, y el equipo de Ono sugiere que los astrónomos la busquen en la parte norte de la región interna del material expulsado.
Una supernova de colapso del núcleo ocurre cuando el núcleo de una estrella masiva ya no puede soportar su propia gravedad. El núcleo se derrumba sobre sí mismo, provocando una violenta explosión que destruye las capas externas de la estrella, dejando atrás una estrella de neutrones o un agujero negro.
En 1987, los astrónomos vieron explotar una estrella en la Gran Nube de Magallanes, uno de los vecinos más cercanos de nuestra galaxia. Desde entonces, los científicos han estudiado intensamente las secuelas de esta supernova, conocida como SN 1987A, para comprender la naturaleza de la estrella progenitora y su destino.
El progenitor de este tipo de supernova es generalmente una supergigante roja, pero las observaciones han demostrado que SN 1987A fue causada por una supergigante azul compacta. "Ha sido un misterio por qué la estrella progenitora era una supergigante azul", dice Masaomi Ono en el Laboratorio Astrofísico RIKEN Big Bang.
Mientras tanto, las observaciones de rayos X y rayos gamma de SN 1987A han revelado grupos de níquel radiactivo en la materia expulsada. Este níquel se formó en el núcleo de la estrella durante su colapso, y ahora se aleja de la estrella a velocidades de más de 4.000 kilómetros por segundo. Las simulaciones previas de la supernova no habían podido explicar completamente cómo este níquel podía escapar tan rápidamente.
Ono y colaboradores simularon explosiones asimétricas de supernovas de colapso del núcleo de cuatro estrellas progenitoras y las compararon con observaciones de SN 1987A. La coincidencia más cercana involucró a un progenitor supergigante azul formado por una fusión entre dos estrellas: una supergigante roja y una estrella de secuencia principal. Durante la fusión, la estrella más grande habría despojado la materia de su compañero más pequeño, que giró en espiral hacia adentro hasta que fue completamente absorbida, formando una supergigante azul que gira rápidamente.
Esta es la primera vez que se prueba un escenario de fusión binaria para determinar el agrupamiento de níquel de esta supernova, dice Ono. La simulación reprodujo con precisión las aglomeraciones de níquel junto con dos chorros de eyección.
La simulación también puede ayudar a encontrar la estrella de neutrones que se formó durante la supernova, que no se ha localizado a pesar de 30 años de búsqueda. En una explosión asférica, la estrella de neutrones podría haber sido pateada en la dirección opuesta al grueso de la eyección, y el equipo de Ono sugiere que los astrónomos la busquen en la parte norte de la región interna del material expulsado.
Más información: Ver el modelo 3-D: sketchfab.com/3d-models/elemen… 4d3c924e03e51dccd84d
Masaomi Ono y col. Mezcla de materia en supernovas de colapso del núcleo asférico: simulaciones tridimensionales con modelos de progenitora de fusión de estrella única y binaria para SN 1987A, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/1538-4357/ab5dba
