Las supernovas “salpican” antes de explotar

En esta imagen de Cas A, en rayos X y colores falsos, el color azul indica la distribución del titanio-44 radioactivo que se produce en el corazón de la supernova.

Un misterio de la astronomía, cómo explotan las supernovas, puede haber sido finalmente resuelto con la ayuda del Conjunto de Telescopios Espectroscópicos Nucleares (Nuclear Spectroscopic Telescope Array o NuSTAR, por su acrónimo en idioma inglés), de la NASA. El observatorio de rayos X de alta energía trazó un mapa del material radioactivo que quedó en el residuo de la supernova Cassiopeia A (o Cas A). El mapa revela cómo las ondas de choque probablemente provocan salpicaduras y desgarran a las estrellas masivas moribundas.

“Las estrellas son esferas de gas, y entonces se podría pensar que cuando llegan al final de su vida y explotan, esa explosión luciría como una bola uniforme que se expande con gran potencia”, dijo Fiona Harrison, quien es la investigadora principal del NuSTAR, en Caltech. “Nuestros resultados más recientes muestran cómo el corazón de la explosión, o motor, se deforma, posiblemente debido a que las regiones interiores literalmente se reblandecen y se derraman hacia el exterior (como si fueran burbujas que hierven) antes de estallar”.

Harrison es la coautora de un estudio sobre los resultados que apareció en la edición del 20 de febrero de la revista científica Nature.

Durante mucho tiempo, se ha considerado un misterio el mecanismo por el cual explotan las supernovas. En las explosiones de supernova que simulan los investigadores mediante el uso de computadoras, cuando una estrella masiva muere y colapsa, la onda de choque principal a menudo se desvanece y la estrella no se destroza. Los últimos descubrimientos indican que la estrella que explota literalmente experimenta movimientos bruscos (salpicaduras), lo que reactiva la onda de choque que se desvanecía y hace que la estrella finalmente empuje sus capas externas.

El NuSTAR ayudó a decidir entre los dos modelos rivales de supernova: chorros (a la izquierda) versus cúmulos (a la derecha).

 El objetivo del NuSTAR, es decir, Cas A, se creó cuando una estrella masiva explotó en forma de supernova y dejó un denso cadáver estelar y remanentes eyectados. La luz de la explosión llegó a la Tierra algunos siglos atrás, es por ello que vemos los remanentes estelares de cuando era nueva y joven.

“Con el NuSTAR tenemos un nuevo instrumento forense para investigar la explosión”, dijo el autor principal de la investigación, Brian Grefenstette, de Caltech. “Antes era difícil interpretar lo que sucedía en Cas A porque el material que podíamos ver sólo resplandecía en rayos X cuando se lo calentaba. Ahora que podemos ver el material radioactivo, que resplandece en rayos X independientemente de que se lo caliente o no, obtenemos una visión completa de lo que sucedía en el núcleo de la explosión”.

 El NuSTAR es el primer telescopio capaz de producir mapas de elementos radioactivos en los remanentes de supernova. En este caso, el elemento es titanio-44, el cual tiene un núcleo inestable que se produce en el corazón de la estrella que explota. El mapa de Cas A que produjo NuSTAR muestra titanio concentrado en grupos en el centro del remanente, lo que indica la formación de cúmulos.

El mapa que proporciona el NuSTAR también arroja dudas sobre otros modelos de explosiones de supernova, en los que la estrella rota rápidamente justo antes de morir y lanza escasos flujos de gas que conducen la explosión estelar. A pesar de que ya se han observado marcas de chorros cerca de Cas A, no se sabe si ellos provocaron la explosión. El NuSTAR no detectó titanio, que es esencialmente la ceniza radioactiva de la explosión, en zonas estrechas que coincidan con los chorros, entonces los chorros no fueron los que ocasionaron la explosión.

“Por esto construimos el NuSTAR”, dijo Paul Hertz, quien es el director de la división de astrofísica de la NASA, en Washington. “Para descubrir cosas que no conocíamos, y que no imaginábamos, sobre el universo de alta energía”.

Enlace original: NASA.