El misterio de la supernova resuelto: JWST revela el destino de una explosión estelar icónica
- 27 abr
- 5 min de lectura
La búsqueda de décadas termina cuando el observatorio histórico detecta signos de la estrella central de neutrones de la explosión de 1987.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha resuelto un misterio de décadas de antigüedad sobre una de las explosiones más famosas de una estrella en la historia.
Los astrónomos utilizaron el observatorio para finalmente detectar signos de una ultradensa "estrella de neutrones" que acecha en el núcleo de la explosión en una galaxia que orbita la Vía Láctea. La luz de la explosión llegó a la Tierra hace 37 años esta semana, en una supernova que revolucionó la astrofísica moderna al proporcionar una mirada de cerca a cómo mueren las estrellas.
Pero a pesar de años de estudio de esta explosión, conocida como supernova (SN) 1987A, los astrónomos no habían podido detectar lo que quedaba: tal vez un agujero negro, que a veces se puede formar, o tal vez una estrella de neutrones, como muchos predijeron?
“Es algo que se ha buscado desde la explosión”, dice Patrick Kavanagh, astrofísico de la Universidad de Maynooth en Irlanda, y miembro del equipo que informa el descubrimiento hoy en Science 11. “Y ahora lo hemos encontrado”.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha resuelto un misterio de décadas de antigüedad sobre una de las explosiones más famosas de una estrella en la historia.
Los astrónomos utilizaron el observatorio para finalmente detectar signos de una ultradensa "estrella de neutrones" que acecha en el núcleo de la explosión en una galaxia que orbita la Vía Láctea. La luz de la explosión llegó a la Tierra hace 37 años esta semana, en una supernova que revolucionó la astrofísica moderna al proporcionar una mirada de cerca a cómo mueren las estrellas.
Pero a pesar de años de estudio de esta explosión, conocida como supernova (SN) 1987A, los astrónomos no habían podido detectar lo que quedaba: tal vez un agujero negro, que a veces se puede formar, o tal vez una estrella de neutrones, como muchos predijeron?
“Es algo que se ha buscado desde la explosión”, dice Patrick Kavanagh, astrofísico de la Universidad de Maynooth en Irlanda, y miembro del equipo que informa el descubrimiento hoy en Science 11. “Y ahora lo hemos encontrado”.
JWST no observó la estrella de neutrones directamente, porque permanece oscurecida detrás de un velo de polvo de la explosión. Pero el telescopio detectó luz proveniente de átomos de argón y azufre que habían sido ionizados, o cargados eléctricamente, por la radiación que ardía de la largamente buscada estrella de neutrones.
“Este es un caso muy plausible para ver los efectos de la estrella de neutrones que todos esperábamos”, dice Robert Kirshner, astrónomo y director ejecutivo del Observatorio Internacional TMT en Pasadena, California, que ha estudiado la supernova durante décadas. “Ha habido indicios y acusaciones [antes], pero nada tan directo como esto”
.
Una “esquiva pepita”
La supernova sorprendió a los científicos cuando apareció en febrero de 1987 en la galaxia de la Gran Nube de Magallanes, que está a unos 50.000 parsecs (160.000 años luz) de la Tierra. La primera señal de que algo había sucedido era una ola de partículas fantasmales conocidas como neutrinos, que se extendieron sobre la Tierra y desencadenaron detectores de neutrinos en todo el mundo. En cuestión de horas, una “nueva” estrella ardió lo suficientemente brillante como para ser visible a simple vista. Fue la supernova más cercana y brillante observada desde 1604, en los albores de la era del telescopio.
A lo largo de los años, los astrónomos observaron cómo los anillos de gas y polvo se expandían hacia afuera desde el sitio de la explosión, generalmente creciendo más oscuros, pero a veces brillando cuando varios materiales expulsados chocaban. Los telescopios más poderosos del mundo, incluido el predecesor de JWST, el Telescopio Espacial Hubble, rastrearon la evolución de la explosión. Los estudios de la SN 1987A finalmente llevaron a muchos descubrimientos sobre la evolución estelar, como la forma en que las estrellas moribundas expulsan los elementos químicos forjados en sus corazones hacia el espacio.
Pero nadie había sido capaz de detectar la brasa que quedó atrás, una “pepita esquiva”, lo llama Kirshner, cuando la estrella original explotó. La teoría sugiere que la estrella original explotó en el tipo más común de supernova, en la que una gran estrella (una que es al menos ocho veces la masa del Sol) se queda sin hidrógeno, helio y otros elementos para sostener su fusión nuclear, y por lo tanto colapsa y explota.
Un resultado de tal supernova es dejar un agujero negro. Pero las primeras observaciones de la SN 1987A, como la ola de neutrinos, sugirieron que debería haber dado lugar a una estrella de neutrones, que puede ser de solo 20 kilómetros de ancho, pero es tan densa que una cucharadita pesa millones de toneladas. Los astrónomos han encontrado varios indicios tentadores de este resultado utilizando otros telescopios, pero ninguno ha producido una conclusión sólida, lo que significa que otras posibilidades todavía estaban en la tabla.
Ingrese a JWST, que se lanzó a finales de 2021 y puede observar los cuerpos celestes en diferentes longitudes de onda y una resolución más alta que muchos otros telescopios. En julio de 2022, en algunas de sus primeras observaciones científicas, el potente telescopio espacial observó SN 1987A durante nueve horas. Dos de sus instrumentos de vanguardia proporcionaron información sin precedentes sobre lo que estaba sucediendo en el corazón de la estrella explotada. “Los datos eran realmente de excelente calidad, mucho mejor de lo que había imaginado”, dice el miembro del equipo Josefin Larsson, astrofísico del Instituto Real de Tecnología de KTH en Estocolmo.
La evidencia más fuerte hasta ahora
Las observaciones del JWST revelaron la huella digital del argón ionizado y el gas azufre desencadenado por la estrella central de neutrones. El hallazgo es “la evidencia observacional más fuerte hasta ahora” de la presencia de una estrella de neutrones en SN 1987A, dice Mikako Matsuura, astrofísico de la Universidad de Cardiff, Reino Unido. Ella no llegará tan lejos como para llamarlo concluyente, pero dice que “JWST es realmente un telescopio increíble para entregar tal descubrimiento”.
Ahora los astrónomos cambiarán su enfoque para comprender mejor la estrella de neutrones y cómo evoluciona con el tiempo. El autor principal, Claes Fransson, un astrofísico de la Universidad de Estocolmo, y sus colegas tienen nuevas observaciones del JWST, incluidas algunas tomadas esta semana, y planean buscar más detalles, como si la estrella de neutrones está envuelta por poderosos campos magnéticos.
En cuanto a ver realmente la estrella de neutrones a través de un telescopio, el polvo tendrá que limpiar más. “A medida que la supernova se expande”, dice Fransson, “el polvo y el gas que bloquean la luz hacia el centro se volverán más y más delgados, de modo que podremos ver la región central más fácil”.
Comentarios