El mayor estudio hasta la fecha de supernovas está dando a los astrónomos pistas nuevas de lo que está detrás de las supernovas de tipo Ia que se utilizan para medir distancias a través del cosmos.
Estas explosiones estelares están ayudado a los astrónomos a concluir desde hace más de una década que la energía oscura está acelerando la expansión del universo, lo que ha llevado a sus descubridores -incluyendo al físico de la Universidad de Berkeley Saul Perlmutter- al Nobel 2011 de Física. Pero lo que lo causa era un misterio. Muchos astrónomos piensan que la causa son las enanas blancas que absorbían materia de sus compañeras estelares hasta crecer un tamaño que las lleva a estallar.
Pero el nuevo estudio realizado por astrónomos estadounidenses, israelíes y japoneses, en cambio, sugiere que muchos, si no la mayoría, de los resultados de las supernovas de Tipo Ia, se dan cuando dos estrellas enanas blancas se fusionan y se aniquilan en una explosión termonuclear.
“La naturaleza de estos eventos en sí mismos no se conoce bien, y hay un intenso debate acerca de qué desencadena estas explosiones”, dijo Dovi Poznanski, uno de los autores del trabajo e investigador post-doctoral en la Universidad de California, Berkeley, y en el Lawrence Berkeley National Laboratory.
“El principal objetivo de este estudio fue medir las estadísticas de una gran población de supernovas en un momento muy temprano, para echar un vistazo a los sistemas de estrellas posibles”, dijo. “Dos enanas blancas fusionandose pueden explicar bien lo que estamos viendo.”
Poznanski, estudiante graduado de la Universidad de Tel Aviv, O Graur y sus colegas informan sobre sus hallazgos en la edición de octubre de la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society (MNRAS).
Los resultados no ponen en peligro la conclusión de que la expansión del universo se está acelerando, dijo el coautor Alex Filippenko, profesor de astronomía en Berkeley.
“Mientras la supernovas de Tipo de Ia exploten de la misma manera, no importa cuál sea su origen, su brillo intrínseco debe ser el mismo, y las calibraciones de distancia se mantendrían sin cambios”, dijo.
La evidencia de que las supernovas Tipo Ia son causados por la fusión de dos enanas blancas -la llamada teoría de la doble degeneración- se ha ido acumulando en los últimos dos años, basado en encuestas realizadas por el Telescopio Espacial Hubble y otros.
“La marea está definitivamente cambiando, y estos son los mejores datos que tenemos para apoyar la teoría de la doble degeneración”, dijo Filippenko.
Las enanas blancas son estrellas densas, compactas, formadas a partir de estrellas normales como el sol, una vez que agotan su combustible nuclear y se comprimen por su propio peso.
El nuevo, y más grande estudio de estos eventos, logrado gracias al telescopio Subaru en Hawaí, ha acumulado una muestra de 150 supernovas distantes que estallaron entre 5 y 10 millones de años atrás.
El hallazgo, combinado con encuestas anteriores de más supernovas de tipo Ia, sugiere a los astrónomos que en la topografía de supernovas de tipo Ia se puede ver una mezcla de simple y doble-degeneración.
“No hay respuestas claras y sin embargo, podría ser que estuvieramos ante una mezcla de dos tipos de explosiones”, dijo Poznanski.
Aunque la naturaleza de dos caras de las supernovas de tipo Ia aún les permite ser utilizadas como candelas estándar para medir distancias cósmicas, dijo Filippenko, podría afectar los intentos de “cuantificar en detalle la historia de la tasa de expansión del universo. Las sutiles diferencias entre uno o dos modelos podría introducir un error sistemático que vamos a necesitar tener en cuenta. “
El equipo también encontró que las supernovas de Tipo Ia eran cinco veces más comunes en el periodo de 5 a 10 billones atrás que hoy en día, probablemente porque había más estrellas jóvenes en rápida evolución en enanas blancas. Por otra parte, este estudio permitió al equipo determinar con mayor precisión la producción de hierro en el tiempo cósmico; las supernovas de tipo Ia crean hierro a través de reacciones nucleares cuando explotan.
Para encontrar su muestra distante, el equipo internacional de astrónomos explotó la enorme recopilación de imágenes del Telescopio Subaru Suprime y su cámara en cuatro ocasiones distintas. Apuntaron el telescopio con base en tierra, que se encuentra la cima del volcán Mauna Kea en Hawai, hacia un único campo en el cielo de un tamaño aproximadamente de la luna llena. Cada exposición encontró alrededor de 40 supernovas entre 150.000 galaxias.
Entonces utilizaron los telescopios Keck en Mauna Kea para observar las galaxias donde las explosiones se produjeron. Estas observaciones fueron cruciales para precisar la distancia de estos eventos.
Futuras observaciones con la tecnología Hyper-Suprime de la cámara que será montado en el telescopio Subaru, será capaz de descubrir muestras aun más grandes y distantes de supernovas, para poner a prueba esta conclusión.
Otros autores del artículo incluyen a Dan Maoz, Yasuda Naoki, Totani Tomonori, Fukugita Masataka, Ryan J. Foley, Jeffrey M. Silverman, Avishay Gal-Yam, Hores Assaf, y Buell T. Jannuzi. La investigación fue financiada en parte por la National Science Foundation.
Autor: Robert Sanders
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