El origen de explosiones de las supernovas de Tipo Ia es aún un misterio

Cuando una estrella explora como una supernova, brilla tanto que puede ser vista desde millones de años luz de distancia. Una variedad particular de supernova -del Tipo Ia- brilla y se oscurece de forma tan predecible que los astrónomos las usan para medir la expansión del Universo. El descubrimiento resultante de la energía oscura y el Universo en aceleración reescribieron nuestra comprensión del cosmos. Aún así, el origin de estas supernovas, las cuales han resultado tan útiles, permanecen desconocidas.
Imagen: Esta fotografía del Hubble revela a la gigante Galaxia del Molinete (M101), uno de los ejemplos más conocidos de grandes galaxias espiraladas, y sus regiones de formación estelar supergantes en un detalle sin precedentes. Los astrónomos han buscado galaxias como esta en la búsqueda de progenitoras de supernovas de Tipo Ia, pero su búsqueda ha obtenido resultados casi nulos. Crédito: NASA/ESA.
"La pregunta de qué causa el Tipo Ia de supernova es uno de los grandes misterios sin resolver en la astronomía," dijo Rosanne Di Stefano, del Centro de Astrofísica de Harvard-Smithsonian (CfA).
Los astrónomos tienen una evidencia muy fuerte de que las supernovas de Tipo Ia provienen de remanentes de estrellas en explosión llamados enanas blancas. Para detonar, la enana blanca debe ganar masa hasta que alcance el límite en que no pueda sostenerse así misma.
Hay dos escenarios principales para el paso intermedio de una enana blanca a supernova, ambos requieren de una estrella compañera. En la primera posibilidad, una enana blanca absorbe gas que sale de una estrella vecina. En la segunda posibilidad, dos enanas blancas colisionan y se fusionan. Para establecer qué opción es la correcta (o al menos más común), los astrónomos buscan evidencia de estos sistemas binarios.
Dada la tasa promedio de supernovas, los científicos puede estimar cómo enanas pre-supernovas deberían existir en una galaxia. Pero la búsqueda de estos progenitores ha resultado casi sin resultados.
Para ubicar enanas blancas en acreción, los astrónomos buscaron los rayos-X de una energía particular, producida cuando el gas que golpea la superficie de la superficie de la estrella sufre la fusión nuclear. Una galaxia típica debería contener cientos de esas fuentes de rayos-X "súper blandos". En cambio, sólo vemos un puñado. Como resultado, un estudio publicado recientemente sugería que el escenario de fusión alternativo era la fuente de supernovas de Tipo Ia, al menos en muchas galaxias.
Esa conclusión recae en la afirmación de que las enanas blancas en acreción aparecerán como fuentes de rayos-X súper blandos cuando cuando la materia proveniente experimenta la fusión nuclear. Di Stefano y sus colegas han argumentado que los datos no apoyan más esta hipótesis.
En una nueva publicación, Di Stefano lleva el trabajo un paso más lejos. Señala que supernovas inducidas por asimilaciones deberían también estar precedidas por una época durante la cual una enana blanca acrecente materia que debería sufrir fusión nuclear. Las enana son producidas cuando las estrellas envejecen, y diferentes estrellas envejecen a diferentes velocidades. Cualquier sistema de enana blanca doble cercano pasará a través de una fase en la cual la primera enana blanca en ser formada gana y quema materia de su compañera de envejecimiento más lento. Si estas enanas blancas producen rayos-X, entonces deberíamos hallar aproximadamente cien veces tantas fuentes de rayos-X súper blandos como lo hacemos.
Ya que ambos casos -una explosión derivada de la acreción y una explosión derivada de la asimilación- involucran acreción y fusión en un punto, la falta de fuentes de rayos-X súper blandos parecería descartar ambos tipos de progenitor. La alternativa propuesta por Di Stefano es que las enanas blancas no son luminosas en las longitudes de onda de rayos-X por larogs periodos de tiempo. Tal vez el material que rodea a una estrella blanca puede absorber rayos-X o las enanas blancas de acreción podrían emitir la mayor parte de su energía a otras longitudes de onda.
Si esta es la explicación correcta, dice Di Stefano, "debemos devisar nuevos métodos para buscar los progenitores elusivos de las supernovas de Tipo Ia."
El informe Di Stefano ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal y está disponible online.
Más información:
Artículo en el Centro de Astrofísica de Harvard-Smithsonian (CfA)
The Progenitors of Type Ia Supernovae: II. Are they Double-Degenerate Binaries? The Symbiotic Channel, de Rosanne Di Stefano
Fuente: CfA.