El estallido de una supernova en la Galaxia del Cigarro
El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los
fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación,
aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en
profundidad.
Esta brillante supernova fue descubierta en la tarde del 21 de
enero durante una clase de prácticas universitarias en Londres. Es una
supernova de tipo Ia, de las que sirven para medir distancias y determinar así
la forma y expansión del universo. Al ser la más cercana y brillante de las de
tipo Ia descubiertas durante las cuatro últimas décadas, podrá estudiarse en
gran detalle, lo que ayudará a discernir su mecanismo de explosión.
En la tarde del pasado día 21 de enero, el cielo estaba
parcialmente cubierto en el norte de Londres. No obstante, Steve Fossey,
profesor de astronomía del University College London, llevó a sus alumnos a
realizar prácticas con un pequeño telescopio de 35 cm del observatorio de la
Universidad. A las 19h20, antes de que se levantase la Luna, apuntaron su
telescopio hacia una de las galaxias favoritas de los astrónomos: M82, la
Galaxia del Cigarro, situada a menos de 12 millones de años luz en la Osa
Mayor, un objeto brillante y de rica estructura, cuya visión nunca decepciona.
Yi Cao confirmó la presencia de la nueva estrella esa misma
noche y para estudiar su naturaleza organizó para la noche siguiente una
observación espectroscópica (para analizar la luz estelar) con el telescopio de
3,5 metros del Apache Point Observatory en Nuevo México. En la madrugada del
día 22, Cao envió una nota al servicio de notificaciones The Astronomer's
Telegram indicando que la nueva estrella era una supernova de tipo Ia. Desde
ese momento muchos astrónomos se han movilizado alrededor del mundo para
obtener la máxima información posible sobre la evolución de la supernova que ha
quedado designada como SN2014J. Como M82 es una galaxia muy observada, han
podido examinarse imágenes de todos los días anteriores al descubrimiento,
constatándose así que la supernova había explotado el 15 de enero, pero había
pasado desapercibida durante 6 días.
Una comparación con otras supernovas ha mostrado que SN2014J
es la supernova de tipo Ia más cercana y brillante de las observada en las
cuatro últimas décadas, lo que permitirá obtener muchos detalles de su
evolución. Las supernovas de tipo Ia son muy útiles para los astrónomos porque
explotan todas con la misma luminosidad intrínseca (por ello se las denomina
'candelas estándar'). Gracias a esto, la diferencia de brillo aparente
observada entre una supernova Ia y otra sólo se debe a la diferencia en las
distancias que las separa de nosotros. Así pues, las supernovas Ia juegan en el
universo un papel similar al de las balizas que nos indican la posición en una
carretera. Su localización nos permite medir distancias en escalas cosmológicas
lo que, a su vez, permite estudiar la forma y la expansión del Universo.
Enanas blancas
¿Por qué las supernovas de tipo Ia tienen todas la misma
luminosidad? Las estrellas con masa menor que ocho veces la del Sol acaban sus
vidas eyectando una buena parte de sus capas al medio interestelar y dejando un
pequeño residuo inerte y muy denso que apenas tiene una masa solar, residuo que
se denomina 'estrella enana blanca'. La teoría más tradicional de formación de
supernovas de tipo Ia considera una enana blanca que forma un sistema binario
junto con una estrella de tipo 'gigante roja'. El intenso campo gravitatorio de
la enana blanca arranca parte de la materia a su estrella compañera (mucho más
voluminosa que la primera). Según esta materia se va transfiriendo sobre la superficie
de la enana blanca, su masa aumenta y cuando alcanza un valor umbral suficiente
(el límite de Chandrasekhar: 1,44 veces la masa del Sol), se produce la
explosión termonuclear extremadamente energética que corresponde a una
supernova de tipo Ia.
Pero hay una segunda teoría, que va ganando fuerza
últimamente, que también considera una enana blanca en un sistema binario, pero
esta vez la compañera es otra enana blanca. La colisión entre ambas estrellas
es lo que ocasiona la detonación de tipo Ia.
En ambos casos, la uniformidad en la luminosidad de estas
supernovas se debe a que todas estas explosiones se originan en estrellas
enanas blancas cuando alcanzan el mismo valor de esta masa umbral que es
necesario para desencadenar la explosión. Todas tienen la misma luminosidad
porque todas explotan con la misma masa. Naturalmente no se trata de dos
teorías excluyentes, resulta plausible que ambos mecanismos puedan coexistir
contribuyendo a la formación de estas supernovas. El estudio de la supernova
SN2014J debería permitir investigar cuál de estas dos teorías es la más
plausible y podría servir para afinar la relación entre el brillo y la
distancia de estas candelas estándar.
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