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Una ilustración de Sn 2021yfj, un nuevo tipo de supernova. | Crédito: Observatorio WM Keck/Adam Makarenko
Los astrónomos han utilizado un nuevo tipo de supernova extrema en la que una hado masiva fue despojada directamente “hasta el hueso” para comprender mejor el proceso de vida cósmico y la homicidio.
Cuando otras estrellas masivas mueren en explosiones de supernova, los astrónomos detectan fuertes señales de medios de luz como el hidrógeno y el helio que existían en la superficie de la hado. Sin requisa, en esta supernova, designó SN2021YFJ y ubicó 2.200 millones de abriles luz de la Tierra, este equipo encontró una firma química diferente. Esto contenía rastros de medios más pesados como el silicio, el azufre y el argón que se originan en profundidad adentro de la hado progenitora.
Si las estrellas moribundas tienen estructuras similares a la cebolla con medios más ligeros en sus superficies y medios más pesados cerca de sus núcleos de hierro a medida que teorizan actualmente astrofísicos, entonces esta hado debe activo perdido de alguna forma sus capas externas, exponiendo así las capas ricas en silicio y azufre interno antiguamente “fue Nova”. Esto no solo confirmaría la estructura en capas de las estrellas masivas, sino que igualmente les da a los científicos estelares una rara visión del interior de una hado antiguamente de que explote en una supernova.
“Esta es la primera vez que hemos trillado una hado que fue esencialmente despojada de los huesos”, dijo el líder del equipo y investigador de la Universidad Northwestern Steve Schulze en un comunicado. “Nos muestra cómo se estructuran las estrellas y demuestra que las estrellas pueden perder mucho material antiguamente de explotar. No solo pueden perder sus capas más exteriores, sino que pueden despojarse por completo y aún así producir una arrebato brillante que podemos observar desde distancias muy, muy lejanas”.
SN2021YFJ, trillado por primera vez en septiembre de 2021 por la instalación transitoria Zwicky (ZTF), sugiere que si admisiblemente nuestros modelos de vida cósmico y homicidio y estructura de estrellas pueden ser correctas, pueden no describir completamente los cenizo de homicidio explosivas de todas las estrellas.
“Este evento fielmente parece cero que nadie haya trillado antiguamente”, dijo el investigador y miembro del equipo de la Universidad Northwestern, Adam Miller. “Era casi tan extraño que pensamos que tal vez no observamos el objeto correcto. Esta hado nos dice que nuestras ideas y teorías sobre cómo evolucionan las estrellas son demasiado estrechas. No es que nuestros libros de texto sean incorrectos, pero claramente no capturan completamente todo lo producido en la naturaleza.
“Debe activo caminos más exóticos para que una hado masiva termine su vida que no habíamos considerado”.
La investigación del equipo se publicó el miércoles (20 de agosto) en la revista Nature.
Una cebolla impulsivo en el espacio
Las estrellas progenitoras de las supernovas están entre 10 y 100 veces más masivas que el sol, pero aún generan su energía a través de la fusión nuclear de medios más ligeros a medios más pesados en sus núcleos.
Mientras que el sol morirá cuando haya terminado de fusionar su núcleo de hidrógeno al helio en rodeando de 5 mil millones de abriles, las estrellas más masivas tienen las presiones y temperaturas en sus núcleos para fusionarse los medios progresivamente más pesados y pesados hasta el hierro. A medida que se desarrolla este proceso, los medios más ligeros continúan experimentando ardor nuclear en las conchas exteriores de estrellas masivas.
Cuando los núcleos de estrellas masivas son corazones de hierro puro, colapsan y se desencadena una supernova, arrancando las capas externas. El núcleo de hierro colapsante finalmente se convierte en una hado de neutrones, o en el caso de las estrellas más masivas, un agujero enfadado.
Para obtener información sobre supernovas, los astrónomos buscan las firmas de medios químicos utilizando un proceso llamado espectroscopía. El equipo pudo obtener una imagen espectroscópica de SN2021YFJ utilizando el Observatorio WM Keck en Hawai.
“Pensamos que habíamos perdido completamente nuestra oportunidad de obtener estas observaciones”, dijo Miller. “Entonces, nos acostamos decepcionados. Pero a la mañana subsiguiente, un colega de UC Berkeley proporcionó inesperadamente un espectro. Sin ese espectro, es posible que nunca nos hayamos regalado cuenta de que esta fue una arrebato extraña e inusual”.
Una ilustración de una ráfaga de rayos gamma que surge de un entorno denso rodeando de una hado masiva colapsante | Crédito: NASA, ESA y M. Kornmesser
Esto reveló que SN2021YFJ se distingue de otras supernovas porque las capas que fueron arrancadas durante su extremo explosivo fueron más profundos de lo que se ha trillado en la homicidio de otras estrellas masivas. Los astrónomos han trillado medios tan pesados como el carbono u oxígeno durante otras supernovas adecuado a la pérdida previa de las capas de hidrógeno exteriores de las estrellas. Sin requisa, no se han trillado medios más pesados que esto, y por lo tanto más profundos adentro de las estrellas progenitoras, se han trillado antiguamente.
“Vimos una arrebato interesante, pero no teníamos idea de qué era”, dijo Schulze. “Casi al instante, nos dimos cuenta de que era poco que nunca antiguamente habíamos trillado, por lo que necesitábamos estudiarlo con todos los posibles disponibles”.
El espectro de SN2021YFJ no solo contenía rastros de medios pesados; fue dominado por señales fuertes de medios pesados como silicio, azufre y argón. Por lo tanto, se hizo evidente muy temprano en esta investigación que había poco particularmente extremo y violento sobre SN2021YFJ.
“Esta hado perdió la decano parte del material que produjo a lo holgado de su vida”, explicó Schulze. “Entonces, solo pudimos ver el material formado durante los meses amoldonado antiguamente de su arrebato. Poco muy violento debe activo sucedido para causar eso”.
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Lo que causó que esta supernova en particular sea violenta todavía es poco misterioso, con varios escenarios posibles que incluyen una erupción masiva de pre-supernova, vientos estelares inusualmente fuertes o incluso una hado complementaria que elimina el material forastero de esta hado moribunda antiguamente de su homicidio explosiva.
Sin requisa, el equipo cree que la explicación más probable son múltiples episodios de la convocatoria “inestabilidad de los pares” durante la cual se reavita la fusión nuclear, lo que causa poderosas estallidos de energía que volan las conchas exteriores de la hado. Esto es similar a la hado masiva que se destroza efectivamente antiguamente de su homicidio de supernova. La emanación brillante que permitió que SN2021YFJ fuera detectada por el ZTF habría sido causada por conchas de material expulsado que se alcanzaba y golpea en conchas previamente expulsadas.
“Si admisiblemente tenemos una teoría de cómo la naturaleza creó esta arrebato particular”, concluyó Miller. “No apostaría a mi vida que es correcto, porque todavía solo tenemos un ejemplo descubierto.
“Esta hado positivamente subraya la falta de descubrir más de estas supernovas raras para comprender mejor su naturaleza y cómo se forman”.