Nueva supernova detectada en tiempo record

Una supernova descubierta  en la Galaxia del Molinete está más cerca de la Tierra (unos 21 millones de años luz de distancia) que cualquiera otro de su clase en la última generación. Las imágenes, recogidas por el observatorio Chandra, muestra que la supernova tiene un tamaño de dos veces nuestra Vía Láctea. Las luces brillantes indican estrellas masivas,  agujeros negros o explosiones de supernova, todo ello envuelto en el gas caliente que puebla los “brazos” de la galaxia. Los astrónomos creen que pudieron “cazar” la supernova pocas horas después de su explosión, una hazaña poco común, posible con un telescopio de rastreo especializado y las más avanzadas herramientas computacionales.

Hallar una supernova tan pronto y localizada tan cerca ha dado nuevos bríos a la comunidad astronómica, que están luchando por observar el evento con todos los telescopios como sea posible, incluyendo el Telescopio Espacial Hubble. Joshua Bloom, profesor asistente de astronomía de la Universidad de California, Berkeley, ha bautizado el evento como “la supernova de la generación”. Astrónomos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y de la Universidad de Berkeley, quienes realizaron el descubrimiento, predicen que este hallazgo va a ser un objetivo de investigación para la próxima década, por lo que se trata de una de las supernovas más estudiada de la historia. La supernova, llamada PTF 11kly , se produjo en la Galaxia del Molinete, situada en la Osa Mayor. Fue descubierta por el observatorio del Monte Palomar, durante la encuesta que está realizando para observar y descubrir acontecimientos astronómicos que se produzcan. ”Hablamos de esta supernova muy pronto después de la explosión. PTF 11kly es cada vez más brillante por momentos. Ya es 20 veces más brillante de lo que fue ayer “, dijo Peter Nugent, científico principal del Laboratorio de Berkeley, quien vio por primera vez una supernova. Nugent es también profesor adjunto de astronomía en la Universidad de California en Berkeley. “Observar PTF 11kly desarrollarse debe ser un paseo salvaje. Es una clásica instantánea cósmica”. Nugent tiene que agradecer este hallazgo a las supercomputadoras del National Energy Research Scientific Computing Center  (NERSC), un departamento del centro de supercomputación de Energía del Laboratorio de Berkeley, así como a las redes de alta velocidad .La encuesta PTF utiliza un telescopio robótico montado en el  Telescopio Samuel Oschin de 48 pulgadas del Observatorio Palomar en el sur de California para explorar el cielo nocturno. Tan pronto como las observaciones son recogidas,  los datos viajan a más de 400 millas hasta la sede del NERSC, a través de la Fundación Nacional de Ciencias de Investigación de Rendimiento Inalámbrico y la Red de Educación y el DOE’s Energy Sciences Network (ESnet). En NERSC, los equipos con algoritmos de aprendizaje automático en tiempo-real de detección de exploración, procesan los datos e identifican los eventos que merecen un seguimiento. Pocas horas después de la identificación de PTF 11kly, este sistema automatizado enviaba las coordenadas del evento a telescopios de todo el mundo para el seguimiento de las observaciones. Tres horas después de que el suceso fuera catalogado como candidato a supernova, los telescopios en las Islas Canarias (España) había capturado firma de luz única, o espectros, del evento. Doce horas más tarde, su equipo había observado el evento con un conjunto de telescopios que incluían el Observatorio Lick (California), y el Observatorio Keck (Hawaii) y se determinó que la supernova pertenece a una categoría especial, llamada de tipo Ia. Nugent señala que esta es la primera vez que se ha tomado el espectro de una supernova de tipo Ia. “Las supernovas de Tipo Ia son el tipo que usamos para medir la expansión del Universo. Ver una explosión de este tipo tan cerca nos permite estudiar estos acontecimientos con un detalle sin precedentes” , dijo Mark Sullivan, líder del equipo de la Universidad de Oxford, que fue de los primeros en dar seguimiento a esta detección. “Todavía no sabemos con certeza qué causa esas explosiones”, dice Li Weidong, científico senior de la Universidad de Berkeley y colaborador de Nugent. “Estamos utilizando imágenes del Hubble, tomadas por casualidad años antes de la explosión en busca de pistas sobre el origen del evento”

El equipo observará cuidadosamente el evento durante las próximas semanas. Asimismo, una petición urgente a la NASA de esta mismo pondrá al Telescopio Espacial Hubble a estudiar la química de la supernova y la física de este evento. La captura de supernovas de un modo tan temprano permite echar un vistazo poco común a las capas exteriores de la supernova, que contienen pistas sobre el tipo de estrella que explotó. “Cuando se les captura en esta fase tan temprana, junto con la explosión, se pueden ver trozos quemados de la estrella que explotó”, dijo Andrew Howell de la Universidad de California en Santa Barbara / Las Cumbres Red Telescopio Mundial.

“Estamos encontrando nuevas pistas para resolver el misterio del origen de las supernovas que nos ha dejado perplejos durante 70 años. A pesar de buscar en miles de supernovas, nunca hemos visto nada como esto antes “, añadió Howell. ”La capacidad de procesar todos estos datos en tiempo casi real y compartir nuestros resultados con colaboradores de todo el mundo a través del Portal de Ciencia NERSC es una herramienta de incalculable valor para el seguimiento de eventos de supernova “, dice Nugent. “No habría sido posible detectar y observar a este candidato tan pronto como lo hicimos, sin los recursos de NERSC.”

A tan solo 21 millones de años luz de la Tierra, una distancia relativamente pequeña para los estándares astronómicos, la supernova se sigue recibiendo brillante, e incluso podrá ser visible con unos buenos prismáticos en el plazo de diez días; siendo más brillante que cualquier otra supernova de su tipo en los últimos 30 años. ”El mejor momento para ver esta estrella en explosión será justo después de crepúsculo de la tarde en el hemisferio norte en una semana aproximadamente”, dijo Sullivan de Oxford. ”Con un cielo oscuro y un buen par de binoculares, aunque un pequeño telescopio sería aún mejor.” Los científicos de la PTF han descubierto más de 1.000 supernovas desde que comenzó a funcionar en 2008, pero creen que este podría ser el descubrimiento importante hasta ahora. La última vez que una supernova de este tipo tuvo lugar tan cerca fue en 1986, pero Nugent señala que era peculiar y estaba muy oscurecida por el polvo. ”Antes de eso, tendríamos que regresar a 1972, 1937 y 1572 para encontrar supernovas de tipo Ia “, dice Nugent.

Las imágenes muestran la supernova de tipo Ia PTF 11kly, la más joven jamás detectada en las últimos tres noches. La imagen izquierda, tomada el 22 de agosto muestra el evento antes de que explotara la supernova, aproximadamente un millón de veces más débil de lo que el ojo humano puede detectar. La imagen central, tomada el 23 de agosto muestra la supernova alrededor de 10.000 veces más débil que el ojo humano puede detectar. La imagen de la derecha tomada el 24 de agosto ya muestra el evento seis veces más brillante que el día anterior.Dentro de dos semanas debe ser visible con un buen par de binoculares.

Mientras que, en promedio, hay sólo una supernova por galaxia cada siglo, hay algo del orden de 100 mil millones de galaxias en el Universo observable. Dando al universo una edad de 10.000 millones de años (en realidad es 13.7 mil millones, pero las estrellas no se formaron durante los primeros millones de años), el Dr. Richard Mushotzky de la NASA Goddard Space Flight Center, obtuvo una cifra de mil millones de supernovas por año, o 30 por segundo en el Universo observable. Una variedad de supernova masiva -de tipo Ia- ilumina y se oscurece de un modo tan predecible que los astrónomos las utilizan para medir la expansión del universo como una “candela estándar”. El descubrimiento de la energía oscura y la aceleración del Universo volvió a escribir nuestra comprensión del cosmos. Sin embargo, el origen de estas supernovas, que han demostrado ser tan útiles, sigue siendo desconocido.

Los astrónomos tienen pruebas de que las supernovas de Tipo Ia provienen de remanentes estelares conocidas como enanas blancas. Para detonar, la enana blanca debe ganar masa hasta llegar a un punto de inflexión y ya no puede sostenerse. Hay dos escenarios principales para el paso de enana blanca estable a supernova, los cuales requieren de una estrella compañera. En la primera posibilidad, una enana blanca recoge gas de una estrella gigante vecina. En la segunda posibilidad, dos enanas blancas colisionan y se fusionan. Para establecer cuál es la opción correcta (o al menos la más común), los astrónomos deben recoger pruebas de estos sistemas binarios. Teniendo en cuenta la tasa promedio de supernovas, los científicos pueden estimar la cantidad de pre-supernovas enanas blancas que deben existir en una galaxia. Sin embargo, la búsqueda ha resultado ser un fracaso en su mayor parte. Para el escenario de la acreción de enanas blancas, los astrónomos buscan los rayos X resultantes de una energía particular, producida cuando el gas que golpea la superficie de la estrella se somete a fusión nuclear. Una galaxia típica debe contener cientos de fuentes de estos rayosX  súper-suaves. En su lugar, solo hemos podido observar unas pocas. Como resultado de ello, un estudio reciente sugiere que un escenario de fusión sería la fuente de las supernovas de Tipo Ia, al menos en muchas galaxias. Esta conclusión se basa en la suposición de que las enanas blancas en acreción aparecen como fuentes de rayos X cuando la materia entrante experimenta la fusión nuclear. Di Stefano y sus colegas han argumentado que los datos no apoyan esta hipótesis.

Di Stefano señala que una supernova por fusión inducida también estaría precedida por una época durante la cual una enana blanca absorbería materia que debería someterse a la fusión nuclear. Las enanas blancas se producen cuando las estrellas envejecen, y la edad de estrellas tiene diferentes velocidades.

Si estas enanas blancas producen rayos X, entonces debemos encontrar unas cien veces más de fuentes de rayos X suaves de como lo hacemos en la actualidad. Dado que ambos escenarios -una explosión de acreción impulsada y una explosión de fusión impulsado- implican acumulación y fusión en algún momento, la falta de estas fuentes de rayos X parecen descartar los dos tipos de células progenitoras. La alternativa propuesta por Di Stefano es que las enanas blancas no son luminosas en longitudes de onda de rayos-X durante largos períodos de tiempo. El material que rodea a una enana blanca puede absorber los rayos X, o la acreción de las enanas blancas podría emitir la mayor parte de su energía en otras longitudes de onda. Si esta es la explicación correcta, dice Di Stefano, “tenemos que inventar nuevos métodos de búsqueda para los orígenes de las supernovas de Tipo Ia”

Stephen Hawking y muchos astrónomos creen que una de las razones más plausibles de que no hayamos detectado vida inteligente en el universo se debe a los efectos mortales de las explosiones de supernovas locales que acabarían con toda forma de vida en una región de una galaxia.

Enlace original: Massive supernova exploded in Pinwheel galaxy