Dos equipos de científicos, uno liderado por investigadores japoneses y otro por estadounidenses, categorizan de forma diferente dos supernovas apenas visibles (SN 2005E y SN 2005cz) que se parecen mucho la una a la otra, pero que son muy diferentes al resto de las observadas hasta ahora. Los dos planteamientos se publican esta semana en la revista Nature.
Un grupo de investigadores liderados Hagai Perets, investigador del Weizmann Insitute of Science (Israel) pero que actualmente trabaja en el Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (EE UU), y otro encabezado por el científico japonés Koji Kawabata publican esta semana en Nature diferentes conclusiones sobre la naturaleza de dos supernovas o explosiones estelares muy tenues.
Una es la supernova SN 2005E, que es "casi imperceptible", con una curva de luz que se difumina rápidamente en una región en la que no se ha encontrado ninguna prueba de formación reciente de estrellas. La otra es SN 2005cz, originada en una galaxia elíptica y muy parecida a la anterior.
Mediante datos espectroscópicos, Hagai Perets y su equipo sostienen que la SN 2005E es rica en helio, como lo son las supernovas de tipo Ib; sin embargo, se ha originado en una región en la que no existe el tipo de estrellas masivas que normalmente producen esas explosiones de núcleos que colapsan.
La abundancia de helio y las altas velocidades de expulsión excluyen la posibilidad de que sea una supernova tipo Ia, y el equipo estadounidense concluye que proviene de un antiguo progenitor de poca masa, "probablemente una enana blanca con acreción de helio en un sistema binario". Una teoría para este nuevo sistema de explosión es que la enana blanca roba helio a una compañera, hasta que la masa robada llega a ser muy caliente y densa y se produce la explosión nuclear. El helio se transforma en elementos como el calcio y titanio, que finalmente producen los bloques para construir las futuras generaciones de estrellas.
Punto de vista del grupo japonés
Pero Koji Kawabata y sus colaboradores lo ven de forma diferente. El grupo japonés argumenta en su artículo que la SN 2005cz es un tipo de supernova Ib que tiene su origen en un colapso de núcleo de estrellas masivas, “en el extremo inferior del rango de masa”. Estas explosiones son raras debido a que están localizadas en regiones sin signos evidentes de formación de estrellas en curso.
Según explica a SINC Kawabata, la naturaleza 'inusual' de la supernova Tipo Ib 2005cz (descubierta en la galaxia elíptica NGC 4589 por el también investigador japonés Koichi Itagaki en julio de 2005) es muy peculiar porque es "intrínsecamente débil y se desvaneció rápidamente, y un año y medio más tarde mostró una línea de oxígeno más débil que la del calcio, lo que es contrario a las propiedades de otras supernovas del tipo Ib e Ic".Su aparición en una galaxia elíptica también es peculiar, ya que una verdadera galaxia elíptica contiene sólo poblaciones de estrellas viejas, es decir, estrellas de baja masa, y en principio no puede producir ninguna supernova de colapso de núcleo.
El equipo propone que estas peculiaridades se pueden explicar bien con supernovas de colapso de núcleo “normales” a partir de una estrella progenitora menos masiva (masa de aproximadamente 10 masas solares) que otras del tipo Ib. Esta masa se corresponde con el extremo inferior de masa de la gama de estrellas masivas que explotan.
"Estas estrellas mueren como supernovas cerca de unas pocas decenas de millones de años después de su nacimiento, lo cual es consistente con los estudios recientes que sugieren que la galaxia anfitriona probablemente sufrió una fusión galáctica y estimuló una formación estelar global hace entre 10-100 millones de años. Esta es la primera evidencia de la predicción teórica de que las estrellas de 8-12 masas solares pueden explotar como supernovas. Estas estrellas podrían tener un patrón de abundancia muy especial en la eyección, y juegan un papel importante en la evolución química de las galaxias", destaca Kawabata.
La opinión del otro equipo
Por su parte, Hagai Perets comenta a SINC: “Mi opinión sobre las diferentes conclusiones es que en nuestro equipo había muchos más datos que en el equipo japonés, lo que nos ha permitido elaborar una visión mucho más amplia sobre este tipo de supernovas”. “De hecho, tenemos una muestra de siete supernovas que muestran propiedades similares, lo que demuestra de una forma bastante convincente que un colapso del núcleo de una estrella masiva es una explicación muy poco probable”, puntualiza.
“Creo que una explicación que implica un colapso del núcleo de estrellas jóvenes masivas parece extraño incluso para la supernova que tratan los japoneses - ¿por qué debería uno encontrar una supernova así en una vieja galaxia elíptica donde las estrellas masivas jóvenes son muy raras, si es que existen? En cualquier caso, su explicación no es coherente con todos los datos que tenemos de SN 2005E y de otras supernovas similares que hemos encontrado”, señala el experto.
La SN2005E fue observada por primera vez el 13 de enero de 2005 en la cercana galaxia NGC1032. Desde entonces, los científicos han llevado a cabo varias observaciones de esta estrella mediante el uso de diferentes telescopios, entre los que se incluye el telescopio Keck, el más grande del mundo, que se encuentra en Mauna Kea, Hawai. “Los análisis de los datos recogidos, el modelo teórico y la interpretación nos llevan a la conclusión de que la SN2005E no era una supernova típica”, destacan los autores.
La explosión de supernova es el suceso más energético y brillante que sucede en el universo. Los científicos extraen mucha información de estos eventos, no sólo acerca de cómo mueren las estrellas, sino que también para comprender mejor el origen y la evolución del universo. Se cree que los elementos más pesados se forman en las estrellas y se expanden a partir de las explosiones de supernova. Su brillo también sirve para realizar estimaciones sobre la aceleración del universo.
Hasta ahora los dos tipos de supernovas considerados son, o bien jóvenes y radiantes gigantes que se apagan en una violenta explosión de luz cuando colapsan con su propia masa, o bien densas enanas blancas que estallan en una explosión termonuclear.
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Referencia bibliográfica:
H. B. Perets; A. Gal-Yam; P. A. Mazzali; D. Arnett; D. Kagan; A. V. Filippenko; W. Li; I. Arcavi; S. B. Cenko; D. B. Fox; D. C. Leonard; D.-S. Moon; D. J. Sand; A. M. Soderberg; J. P. Anderson; P. A. James; R. J. Foley; M. Ganeshalingam; E. O. Ofek; L. Bildsten; G. Nelemans; K. J. Shen; N. N. Weinberg; B. D. Metzger; A. L. Piro; E. Quataert; M. Kiewe y D. Poznanski - "A faint type of supernova from a white dwarf with a helium-rich companion"; y K. S. Kawabata, K. Maeda, K. Nomoto, S. Taubenberger, M. Tanaka, J. Deng, E. Pian, T. Hattori y K. Itagaki - “A massive star origin for an unusual helium-rich supernova in an elliptical galaxy”. Nature 465, 20 de mayo de 2010. Doi:10.1038/nature09056 y Doi:10.1038/nature09055.
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