Cómo crear la supernova más brillante

 

Grupos de científicos proponen teorías que podrían explicar el enorme brillo de la supernova SN 2006gy, una de las más brillantes que se hayan detectado.

SN 2006gy

Una supernova observada el año pasado fue tan brillante -unas 100 veces más luminosa que una supernova típica- que desafía el entendimiento teórico de lo que causa estas explosiones. Pero Stan Woosley, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California, Santa Cruz, tuvo una idea que pensó que podría dar cuenta de ello: una estrella muy masiva que lleve a cabo repetidas explosiones. Cuando Woosley y dos colegas realizaron los cálculos detallados para su modelo, los resultados concordaron con las observaciones de la supernova conocida como SN 2006gy.

Otro estudio liderado por Simon Portegies Zwart de la Universidad de Amsterdam, propone en cambio que la supernova fue creada durante una colisión entre dos estrellas masivas.

Ambos papers se publicarán en la próxima edición de la revista Nature.

"Usualmente pensamos en una supernova como la muerte de una estrella, pero en este caso la misma estrella puede explotar media docena de veces".

La primera explosión expulsa las capas exteriores y produce una supernova no muy brilante. La segunda explosión genera energía en una capa que se expande a gran velocidad hasta colisionar con la primera, produciendo un brillo extraordinario.

"Las dos capas colisionan a una distancia tal que la energía kinética es convertida a luz, por lo que es hasta 100 veces más brillante que las supernovas ordinarias. Usualmente, una supernova sólo convierte el 1% de su energía kinética en luz porque debe expandirse mucho antes de la luz pueda escapar", dice Woosley.

El mecanismo requiere una estrella muy masiva, entre 90 y 130 veces la masa del Sol. Al llegar al final de su vida, la temperatura en el núcleo es tan alta que parte de la energía de la radiación gamma se convierte en pares de electrones y su contraparte de antimateria, los positrones. El resultado es un fenómeno llamado "par inestable" en el que la conversión de radiación en pares electrones-positrones causan la caída de la presión de la radiación y la estrella empieza a contraerse rápidamente.

"Al contraerse el núcleo va rápidamente hacia la inestabilidad hasta colapsar y quemar combustible explosivamente. Luego la estrella se expande violentamente, pero no lo suficiente como para destrozar la estrella. Para estrellas entre 90 y 130 masas solares, obtienes pulsos", añade Woosley y continúa "Golpea esta inestabilidad, se expande violentamente, luego irradia y contrae hasta que se vuelva más caliente y vuelve a golpear la inestabilidad de nuevo. Y así hasta que pierde suficiente masa para se estable nuevamente".

Las estrellas en este rango de tamaño son raras, especialmente en nuestra galaxia, pero habrían sido más comunes en el Universo primitivo. "Hasta recientemente, habríamos dicho que semejantes estrellas no existen. Pero cualquier mecanismo que pueda explicar este evento requiere una masa muy grande", agrega el científico.

Otros investigadores han sugerido la inestabilidad del par como un posible mecanismo para algunas supernovas, pero la idea de explosiones repetitivas -llamada "pulsational pair instability" o par inestable de pulsos- es nueva.

"Una gran variedad es posible y se vuelve más complicado porque lo que queda es aún de unas 40 masas solares y continúa evolucionando y eventualmente genera un núcleo de hierro y colapsa, por lo que puedes terminar con un estallido de rayos gamma. Las posibilidades son excitantes".

Portegies Zwart, en cambio, cree que en la firma química de la supernova hay mucho hidrógeno. Las estrellas de más de 40 masas solares expulsan su capa de hidrógeno mucho antes de explotar.

Y dado que la supernova ocurrió cerca del centro de su galaxia, donde las colisiones son frecuentes, este grupo se inclina por el escenario de la colisión.

Una estrella 100 veces más masiva que el Sol, en sus fases de agotar el hidrógeno en su núcleo, colisona con una estrella rica en hidrógeno de unas 10 a 40 masas.

Los papers
A runaway collision in a young star cluster as the origin of the brightest supernova p388
Simon F. Portegies Zwart & Edward P. J. van den Heuvel
doi:10.1038/nature06276
Pulsational pair instability as an explanation for the most luminous supernovae p390
S. E. Woosley, S. Blinnikov & Alexander Heger
doi:10.1038/nature06333

Fuente: Últimas noticias del cosmos