Enana blanca medida antes de explotar como una supernova

Las supernovas de tipo Ia son una herramienta importante para la astronomía moderna. Se cree que ocurren cuando una estrella enana blanca captura masa más allá del límite de Chandrasekhar, provocando una explosión cataclísmica. Debido a que ese límite es el mismo para todas las enanas blancas, todas las supernovas de Tipo Ia tienen aproximadamente el mismo brillo máximo.

Por lo tanto, pueden usarse como velas estándar para determinar distancias galácticas. Las observaciones de la supernova de Tipo Ia llevaron al descubrimiento de la energía oscura y esa expansión cósmica se está acelerando.

Si bien estas supernovas han revolucionado nuestra comprensión del universo, no son tan estándar como propusimos por primera vez.

Algunos, como SN 1991T, son mucho más brillantes, mientras que otros, como SN 1991bg, son mucho más tenues. También existe una variación conocida como Tipo Iax, donde la enana blanca no es completamente destruida por la explosión.

En general, podemos tener en cuenta estas variaciones al calcular las distancias estelares, pero sería bueno tener una mejor comprensión del mecanismo detrás de su brillo máximo.

El progenitor de una supernova de tipo Ia. Crédito: NASA, ESA y A. Field (STScI)

Según los modelos teóricos, el brillo máximo de una supernova de Tipo Ia depende de la masa y la densidad central de la enana blanca antes de que explote.

Pero, ¿cómo se pueden medir estos valores? Después de todo, normalmente solo descubrimos estas estrellas después de que explotan.

Afortunadamente, un nuevo estudio en The Astrophysical Journal Letters muestra cómo se puede hacer.

El estudio analizó un remanente de supernova conocido como 3C 397. Está a unos 33.000 años luz de la Tierra y probablemente explotó hace unos 2.000 años.

Debido a que la supernova estaba relativamente cerca y era reciente, los astrónomos pueden obtener una buena vista del material arrojado por la explosión.

Un estudio anterior de los restos remanentes sugiere que la estrella enana blanca original estaba muy cerca del límite de Chandrasekhar cuando explotó.

Una comparación entre la densidad del núcleo medida y la teoría. Crédito: Ohshiro, et al.

Este estudio se centró en las observaciones de isótopos particulares dentro de los desechos, en particular los de titanio y cromo. Es la primera vez que se observa titanio en un remanente de Tipo Ia.

Cuando el equipo comparó la cantidad de titanio y cromo con las de hierro y níquel, encontraron una proporción inesperadamente alta.

Esto es importante porque las proporciones de Ti / Ni y Cr / Ni dependen de manera crucial de la densidad del núcleo de la estrella progenitora.

Con base en sus observaciones, el equipo determinó que el núcleo de 3C 397 era 2-3 veces más alto de lo que generalmente se supone para las enanas blancas. Por lo tanto, la explosión fue probablemente mucho más brillante que una típica supernovas de Tipo Ia.

Si bien este es un estudio único de una sola supernova, muestra cómo la proporción de elementos puede determinar las densidades del núcleo de las enanas blancas.

Esto se puede utilizar para calibrar mejor el brillo máximo de las supernovas de Tipo Ia, estandarizando mejor la vela para los cosmólogos.