Cuando el satélite de estudio Exoplanet de tránsito de la NASA se lanzó al espacio en abril de 2018, lo hizo con un objetivo específico: buscar nuevos planetas en el universo.
Pero en una investigación publicada recientemente, un equipo de astrónomos de la Universidad Estatal de Ohio demostró que la encuesta, apodada TESS, también podría usarse para monitorear un tipo particular de supernova, dando a los científicos más pistas sobre las causas de la explosión de las estrellas enanas blancas.- y sobre los elementos que dejan esas explosiones.
"Hemos sabido durante años que estas estrellas explotan, pero tenemos ideas terribles de por qué explotan", dijo Patrick Vallely, autor principal del estudio y estudiante graduado de astronomía del estado de Ohio. "Lo importante aquí es que somoscapaz de mostrar que esta supernova no es consistente con tener una enana blanca tomar masa directamente de un compañero estrella estándar y explotar en ella, el tipo de idea estándar que llevó a las personas a tratar de encontrar firmas de hidrógeno en primer lugarEs decir, debido a que la curva de luz TESS no muestra ninguna evidencia de la explosión que golpeó la superficie de un compañero, y debido a que las firmas de hidrógeno en los espectros SALT no evolucionan como los otros elementos, podemos descartar ese estándarmodelo."
Su investigación, detallada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , representa los primeros hallazgos publicados sobre una supernova observada usando TESS, y agrega nuevas ideas a las teorías de larga data sobre los elementos que quedan después de que una estrella enana blanca explota en una supernova.
Esos elementos tienen astrónomos con problemas desde hace mucho tiempo.
Una enana blanca explota en un tipo específico de supernova, un 1a, después de reunir masa de una estrella compañera cercana y crecer demasiado para mantenerse estable, creen los astrónomos. Pero si eso es cierto, entonces la explosión debería, los astrónomos han teorizado,dejar elementos traza de hidrógeno, un componente fundamental de las estrellas y el universo entero las estrellas enanas blancas, por su naturaleza, ya se han quemado a través de su propio hidrógeno y, por lo tanto, no serían una fuente de hidrógeno en una supernova.
Pero hasta esta observación basada en TESS de una supernova, los astrónomos nunca habían visto esos rastros de hidrógeno después de la explosión: esta supernova es la primera de su tipo en la que los astrónomos han medido hidrógeno. Ese hidrógeno, reportado por primera vez por un equipo delLos observatorios de la Carnegie Institution for Science podrían cambiar la naturaleza de lo que los astrónomos saben sobre las supernovas enanas blancas.
"Lo más interesante de esta supernova en particular es el hidrógeno que vimos en sus espectros los elementos que deja la explosión", dijo Vallely. "Hemos estado buscando hidrógeno y helio en los espectros de este tipo de supernovadurante años, esos elementos nos ayudan a entender qué causó la supernova en primer lugar "
El hidrógeno podría significar que la enana blanca consumió una estrella cercana. En ese escenario, la segunda estrella sería una estrella normal en el medio de su vida útil, no una segunda enana blanca. Pero cuando los astrónomos midieron la curva de luz a partir de estosupernova, la curva indicaba que la segunda estrella era en realidad una segunda enana blanca. Entonces, ¿de dónde vino el hidrógeno?
El profesor de astronomía Kris Stanek, asesor de Vallely en Ohio State y coautor de este documento, dijo que es posible que el hidrógeno provenga de una estrella compañera, una estrella estándar y regular, pero cree que es más probableque el hidrógeno provenía de una tercera estrella que estaba cerca de la enana blanca en explosión y se consumió en la supernova por casualidad.
"Pensamos que porque vemos este hidrógeno, significa que la enana blanca consumió una segunda estrella y explotó, pero según la curva de luz que vimos de esta supernova, eso podría no ser cierto", dijo Stanek.
"Según la curva de luz, lo más probable que sucedió, creemos, es que el hidrógeno podría provenir de una tercera estrella en el sistema", agregó Stanek. "Entonces, el escenario predominante, al menos a la derecha del estado de Ohioahora, es que la forma de hacer una supernova Tipo Ia pronunciada 1-A es tener dos estrellas enanas blancas interactuando, colisionando incluso. Pero también teniendo una tercera estrella que proporciona el hidrógeno ".
Para la investigación del estado de Ohio, Vallely, Stanek y un equipo de astrónomos de todo el mundo combinaron datos de TESS, un telescopio de 10 centímetros de diámetro, con datos de la Encuesta Automática de Supernovas All-Sky ASAS-SN para abreviar. ASAS-SN está dirigido por el estado de Ohio y está formado por pequeños telescopios de todo el mundo que observan el cielo en busca de supernovas en galaxias lejanas.
TESS, en comparación, está diseñado para buscar planetas en los cielos de nuestra galaxia cercana, y para proporcionar datos mucho más rápido que los telescopios satelitales anteriores. Eso significa que el equipo del Estado de Ohio pudo usar datos de TESS para ver quésucedía alrededor de la supernova en los primeros momentos después de que explotó, una oportunidad sin precedentes.
El equipo combinó datos de TESS y ASAS-SN con datos del Gran Telescopio de Sudáfrica para evaluar los elementos que quedaron tras la estela de la supernova. Encontraron hidrógeno y helio allí, dos indicadores de que la estrella en explosión había consumido de alguna manera a un vecinoestrella compañera.
"Lo que es realmente genial de estos resultados es que, cuando combinamos los datos, podemos aprender cosas nuevas", dijo Stanek. "Y esta supernova es el primer caso emocionante de esa sinergia".
La supernova que observó este equipo era un Tipo Ia, un tipo de supernova que puede ocurrir cuando dos estrellas orbitan entre sí, lo que los astrónomos llaman un sistema binario. En algunos casos de una supernova Tipo I, una de esas estrellas es blancaenano.
Una enana blanca ha quemado todo su combustible nuclear, dejando solo un núcleo muy caliente. Las temperaturas de la enana blanca superan los 100,000 grados Kelvin - casi 200,000 grados Fahrenheit. A menos que la estrella crezca robando pedazos de energía y materia deuna estrella cercana, la enana blanca pasa los próximos mil millones de años enfriándose antes de convertirse en una masa de carbono negro.
Pero si la enana blanca y otra estrella están en un sistema binario, la enana blanca toma lentamente masa de la otra estrella hasta que, finalmente, la enana blanca explota en una supernova.
Las supernovas de Tipo I son importantes para la ciencia espacial: ayudan a los astrónomos a medir la distancia en el espacio y les ayudan a calcular qué tan rápido se está expandiendo el universo un descubrimiento tan importante que ganó el Premio Nobel de Física en 2011
"Estos son el tipo de supernova más famoso: condujeron a que se descubriera energía oscura en la década de 1990", dijo Vallely. "Son responsables de la existencia de tantos elementos en el universo. Pero realmente no entendemosla física detrás de ellos también. Y eso es lo que realmente me gusta de combinar TESS y ASAS-SN aquí, que podemos construir estos datos y usarlos para descubrir un poco más sobre estas supernovas ".
Los científicos coinciden ampliamente en que la estrella compañera conduce a una supernova enana blanca, pero el mecanismo de esa explosión y la composición de la estrella compañera son menos claros.
Este hallazgo, dijo Stanek, proporciona alguna evidencia de que la estrella compañera en este tipo de supernova es probablemente otra enana blanca.
"Estamos viendo algo nuevo en estos datos, y nos ayuda a comprender el fenómeno de la supernova de Ia", dijo. "Y podemos explicar todo esto en términos de los escenarios que ya tenemos, solo tenemos que tener en cuentala tercera estrella en este caso para ser la fuente del hidrógeno "
ASAS-SN es respaldado por el Observatorio Las Cumbres y financiado en parte por la Fundación Gordon y Betty Moore, la Fundación Nacional de Ciencias, la Fundación Astronómica del Monte Cuba, el Centro de Cosmología y Física de AstroPartículas en el Estado de Ohio, la Academia China deCentro de Ciencias de América del Sur para la astronomía y el Villum Fonden en Dinamarca.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Laura Arenschield. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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