Primera evidencia directa en tiempo real de que las supernovas crean agujeros negros y estrellas de neutrones
Dos equipos de astrónomos han encontrado evidencia directa de que cuando una estrella se convierte en supernova, deja tras de sí una estrella de neutrones o un agujero negro. Se trata de objetos compactos de extrema densidad; una cucharadita de material de estrella de neutrones tiene el peso de una montaña y nada puede escapar de un agujero negro. Su formación se ha relacionado durante mucho tiempo con las supernovas, pero esta es la primera vez que se ha visto evidencia directa que vincula las dramáticas explosiones y los objetos extremos.
Las supernovas son extremadamente brillantes y los objetos que crean son diminutos, más pequeños que una ciudad. Su naturaleza suele evaluarse mucho después de que la supernova se haya desvanecido. Entonces, si bien hemos encontrado agujeros negros y estrellas de neutrones donde solían haber supernovas y hemos observado muchas supernovas inmediatamente después de que ocurrieron, los humanos aún no habían visto este vínculo directo.
En mayo de 2022, el astrónomo aficionado sudafricano Berto Monard descubrió la supernova SN 2022jli. Su luz procedía de una galaxia espiral NGC 157, a 75 millones de años luz de distancia. Dos equipos comenzaron inmediatamente a estudiar el evento e informaron que a medida que el brillo de la supernova comenzó a disminuir, como se esperaba, mostró un brillo y un desvanecimiento periódicos de 12 días. Algo bastante único.
“En los datos de SN 2022jli vemos una secuencia repetida de brillo y desvanecimiento. Esta es la primera vez que se detectan oscilaciones periódicas repetidas, a lo largo de muchos ciclos, en una curva de luz de supernova”, dijo en un comunicado el autor principal de uno de los artículos, Thomas Moore de la Queen's University de Belfast.
El comportamiento periódico fue la señal reveladora de que la supernova había dejado algo detrás. Bueno, dos cosas. La estrella que explotó tenía una compañera, que sobrevivió a la explosiva desaparición de su compañera. Ese compañero continuó orbitando lo que quedó de la supernova. El equipo de Moore no pudo determinar qué comportamiento estaba causando esto, pero un segundo equipo dirigido por Ping Chen del Instituto Weizmann de Ciencias detectó movimientos periódicos de gas hidrógeno y rayos gamma del sistema.
Esto fue suficiente para pintar un cuadro cósmico y revelar el objeto compacto. La estrella compañera ha estado interactuando con el material expulsado por la supernova, lo que hizo que la compañera estuviera más hinchada. Ahora, el objeto compacto dejado por la supernova orbita a través de esta atmósfera hinchada. Cada vez que hace eso, roba materia, lo que libera mucha energía. Esto sólo puede ser causado por una estrella de neutrones o un agujero negro que queda de la supernova.
«Nuestra investigación es como resolver un rompecabezas reuniendo todas las pruebas posibles», explicó Chen. «Todas estas piezas alineadas conducen a la verdad».
El artículo de Moore se publicó hace unos meses en The Astrophysical Journal. El artículo de Chen se publica hoy en la revista Nature y se presentará en el 243tercero Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans.
