En las películas de Hollywood, las explosiones suelen estar entre las estrellas del espectáculo. En el espacio, las explosiones de estrellas reales son un objetivo para los científicos que esperan entender mejor sus nacimientos, vidas y muertes, y la forma en que interactúan con su entorno. Con el uso del Observatorio de Rayos X Chandra, los astrónomos han estudiado una explosión particular que puede proporcionar pistas sobre la dinámica de otras erupciones estelares, mucho más grandes. Un equipo de investigadores apuntó el telescopio a GK Persei, un objeto que se convirtió en una sensación en el mundo astronómico en 1901 cuando de repente apareció como una de las estrellas más brillantes del cielo durante unos días, antes de desaparecer gradualmente su brillo. Hoy en día, los astrónomos citan a GK Persei como un ejemplo de una "nova clásica", una nova producida por una explosión termonuclear en la superficie de una estrella enana blanca, la densa remanente de una estrella similar al Sol.
Una nova puede ocurrir si la fuerte gravedad de una enana blanca tira material a la órbita entorno a la estrella compañera. Si el material es suficiente, sobre todo en forma de gas hidrógeno, se acumula en la superficie de la enana blanca, las reacciones de fusión nuclear puede producirse e intensificarse, y culminar en una explosión de una bomba de hidrógeno de tamaño cósmico. Las capas externas de la enana blanca son lanzadas al espacio, produciendo una explosión de nova que se puede observar por un período de meses o años al expandirse el material hacia el espacio. Las novas clásicas pueden ser considerados como versiones miniatura de las explosiones de supernovas. Las supernovas son la destrucción de toda una estrella y pueden ser tan brillantes que pueden eclipsar a toda la galaxia donde se encuentran.
Las supernovas son extremadamente importantes para la ecología cósmica porque inyectan enormes cantidades de energía en el gas interestelar, y son responsables de la dispersión de elementos como el hierro, en el que se pueden incorporar a las futuras generaciones de estrellas y planetas de calcio y oxígeno en el espacio. Los restos de supernovas son mucho más masivos y enérgicos que los de novas clásicas. Ambos implican una explosión y la creación de una onda de choque que viaja a velocidades supersónicas a través del gas circundante. Las energías más modestas y sus masas asociadas a novas clásicas, significa que los restos evolucionan más rápidamente. Esto, además de la frecuencia mucho más alta de su ocurrencia en comparación con supenovas, hace de las novas clásicas objetivos importantes para el estudio de explosiones cósmicas. Chandra observó primero GK Persei en febrero de 2000 y de nuevo en noviembre de 2013. Esta separación de 13 años proporciona a los astrónomos el tiempo suficiente para notar diferencias importantes en la emisión de rayos X y sus propiedades.
Esta nueva imagen de GK Persei contiene rayos X de Chandra (azul), los datos ópticos del telescopio espacial Hubble (amarillo), y los datos de radio del Very Large Array de la National Science Foundation (rosa). Los datos de rayos X muestran gas caliente y la emisión de radio muestran los datos de emisión de electrones que han sido acelerados a altas energías por la onda de choque de la nova. Los datos ópticos revelan grumos de material que fueron expulsadas en la explosión. La naturaleza de la fuente puntual en la parte inferior derecha se desconoce. A través de los años en el lapso de datos de Chandra, los escombros de la nova se expandieron a una velocidad de cerca de 700.000 millas por hora. Esto se traduce en que la onda expansiva se mueve alrededor de 90 mil millones millas durante ese período.
Un descubrimiento intrigante ilustra cómo el estudio de restos de nova puede proporcionar pistas importantes sobre el medio ambiente de la explosión. La luminosidad de rayos X del remanente GK Persei disminuyó en un 40% durante los 13 años de las observaciones de Chandra, mientras que la temperatura del gas en los restos se ha mantenido prácticamente constante, en aproximadamente un millón de grados centígrados. Como la onda de choque se expandió y calienta una cantidad cada vez mayor de materia, la temperatura detrás de la ola de energía debería haber disminuido. El desvanecimiento de la temperatura constante observada sugiere que la ola de energía se ha arrastrado por una cantidad insignificante de gas en el ambiente alrededor de la estrella en los últimos 13 años. Esto sugiere que la ola actualmente debe estar expandiéndose en una región de densidad mucho menor que antes, dando pistas sobre vecindario estelar en el que reside GK Persei.
Fotografía OriginalCrédito: Rayos X: NASA / CXC / RIKEN / D.Takei et al; Óptica: NASA / STScI; Radio: NRAO / VLA
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