Betelgeuse ha sido el centro de atención de los medios de comunicación últimamente. La supergigante roja se acerca al final de su vida, y cuando una estrella de más de 10 veces la masa del Sol muere, se apaga de manera espectacular. Con su brillo disminuyendo recientementeHasta el punto más bajo en los últimos cien años, muchos entusiastas del espacio están entusiasmados de que Betelgeuse pronto se convierta en supernova, explotando en una pantalla deslumbrante que podría ser visible incluso a la luz del día.
Si bien la famosa estrella en el hombro de Orión probablemente fallezca en el próximo millón de años, prácticamente un par de días en el tiempo cósmico, los científicos sostienen que su oscurecimiento se debe a la pulsación de la estrella. El fenómeno es relativamente común entre las supergigantes rojas,y Betelgeuse se sabe desde hace décadas que está en este grupo.
Casualmente, los investigadores de la UC Santa Bárbara ya han hecho predicciones sobre el brillo de la supernova que se produciría cuando explotara una estrella pulsante como Betelgeuse.
El estudiante graduado de Física Jared Goldberg ha publicado un estudio con Lars Bildsten, director del Instituto Kavli de Física Teórica KITP del campus y Profesor de Física Gluck, y el miembro principal de KITP Bill Paxton que detalla cómo la pulsación de una estrella afectará la consiguiente explosión cuandollega al final. El papel aparece en el Revista astrofísica .
"Queríamos saber cómo se vería si una estrella pulsante explotara en diferentes fases de pulsación", dijo Goldberg, investigador graduado de la National Science Foundation. "Los modelos anteriores son más simples porque no incluyen los efectos dependientes del tiempo"de pulsaciones "
Cuando una estrella del tamaño de Betelgeuse finalmente se queda sin material para fusionarse en su centro, pierde la presión externa que le impidió colapsar bajo su propio peso inmenso. El colapso del núcleo resultante ocurre en medio segundo, mucho más rápido quetoma la superficie de la estrella y las capas externas hinchadas para notar.
A medida que el núcleo de hierro colapsa, los átomos se disocian en electrones y protones. Estos se combinan para formar neutrones, y en el proceso liberan partículas de alta energía llamadas neutrinos. Normalmente, los neutrinos apenas interactúan con otra materia: 100 billones de ellos pasan a través de sucuerpo cada segundo sin una sola colisión. Dicho esto, las supernovas se encuentran entre los fenómenos más poderosos del universo. Los números y las energías de los neutrinos producidos en el colapso del núcleo son tan inmensos que aunque solo una pequeña fracción colisiona con el material estelar,generalmente es más que suficiente para lanzar una onda de choque capaz de explotar la estrella.
Esa explosión resultante golpea las capas externas de la estrella con una energía asombrosa, creando una explosión que puede eclipsar brevemente a toda una galaxia. La explosión permanece brillante durante aproximadamente 100 días, ya que la radiación puede escapar solo una vez que el hidrógeno ionizado se recombina con electrones perdidos para convertirse enneutral de nuevo. Esto procede de afuera hacia adentro, lo que significa que los astrónomos ven más profundamente en la supernova a medida que pasa el tiempo hasta que finalmente la luz del centro puede escapar. En ese punto, todo lo que queda es el tenue resplandor de la lluvia radiactiva, que puede continuarbrillar por años.
Las características de una supernova varían con la masa de la estrella, la energía de explosión total y, lo que es más importante, su radio. Esto significa que la pulsación de Betelgeuse hace que predecir cómo va a explotar será más complicado.
Los investigadores descubrieron que si toda la estrella pulsa al unísono, inhalando y exhalando, si lo desea, la supernova se comportará como si Betelgeuse fuera una estrella estática con un radio dado. Sin embargo, las diferentes capas de la estrella puedenoscilan uno frente al otro: las capas externas se expanden mientras que las capas intermedias se contraen, y viceversa.
Para el caso de pulsación simple, el modelo del equipo arrojó resultados similares a los modelos que no tenían en cuenta la pulsación. "Simplemente parece una supernova de una estrella más grande o una estrella más pequeña en diferentes puntos de la pulsación", explicó Goldberg"Es cuando comienzas a considerar las pulsaciones que son más complicadas, donde hay cosas que se mueven al mismo tiempo que las cosas que se mueven, entonces nuestro modelo realmente produce diferencias notables", dijo.
En estos casos, los investigadores descubrieron que a medida que la luz se escapa de las capas progresivamente más profundas de la explosión, las emisiones aparecerían como si fueran el resultado de supernovas de estrellas de diferentes tamaños.
"La luz de la parte de la estrella que está comprimida es más tenue", explicó Goldberg, "tal como esperaríamos de una estrella más compacta y no pulsante". Mientras tanto, la luz de las partes de la estrella que se expandían en elel tiempo parecería más brillante, como si viniera de una estrella más grande y no pulsante.
Goldberg planea enviar un informe a Research Notes de la American Astronomical Society con Andy Howell, profesor de física, y el investigador postdoctoral de KITP Evan Bauer resumiendo los resultados de las simulaciones que realizaron específicamente en Betelgeuse. Goldberg también está trabajando con el postdoc KITP BennyTsang comparará diferentes técnicas de transferencia radiactiva para supernovas, y con el estudiante de posgrado de física Daichi Hiramatsu sobre la comparación de modelos de explosión teóricos con observaciones de supernovas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Harrison Tasoff. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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