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Descubren la causa del evento estelar más brillante de la historia, la supernova del año 1006

Imatge de la portada del número del 27 de setembre de la revista <i>Nature</i>. La fotografía correspon al romanent de la supernova SN 1006 localitzada a aproximadament 7.000 anys llum de la Terra. Foto: NASA

Imatge de la portada del número del 27 de setembre de la revista Nature. La fotografía correspon al romanent de la supernova SN 1006 localitzada a aproximadament 7.000 anys llum de la Terra. Foto: NASA

27/09/2012

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Entre el 30 de abril y el 1 de mayo del año 1006 se produjo el evento estelar más brillante registrado jamás en toda la historia: una supernova o explosión estelar que pudo ser observada por distintas civilizaciones en diferentes lugares del globo terrestre. Más de mil años después, un equipo liderado por investigadores de la Universidad de Barcelona y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el CSIC, ha descubierto que la supernova 1006 (SN 1006) se produjo probablemente como consecuencia de la fusión de dos estrellas enanas blancas. El hallazgo aparece publicado hoy en la revista Nature en portada.

La supernova del año 1006 fue observada por distintas comunidades de astrónomos en todo el mundo. Algunos de ellos, como los astrónomos chinos, resaltaron que el evento astronómico fue visible durante tres años. El registro más explícito, realizado por el médico y astrónomo egipcio Ali ibn Ridwan (988 – 1061), apunta que el fenómeno fue aproximadamente tres veces más brillante que Venus o que emitió luz en una cantidad equivalente a casiuna cuarta parte del brillo de la Luna.

Como explica la codirectora del trabajo, Pilar Ruiz-Lapuente, investigadora del Instituto de Ciencias del Cosmos de la UB (ICCUB) y del Instituto de Física Fundamental (IFF-CSIC), «en el trabajo se han estudiado las estrellas existentes en la zona a partir de la distancia y de la posible contaminación por elementos de la supernova, y los resultados revelan que no hay ninguna estrella que pueda considerarse progenitora de esta explosión».
 
El investigador del IAC, y primer autor del trabajo, Jonay González Hernández, añade: «Hemos realizado una exploración exhaustiva en torno al lugar donde se produjo la explosión de la supernova de 1006 y no hemos encontrado nada, lo que invita a pensar que este evento se produjo probablemente por una colisión y fusión de dos estrellas enanas blancas de masa similar».
 
La SN 1006 pertenece al tipo de supernovas que se producen en sistemas binarios, aquellos constituidos por dos objetos astronómicos ligados entre sí por su fuerza gravitatoria. Estos sistemas pueden estar formados por una enana blanca y una estrella compañera normal que le aporte la materia necesaria para alcanzar una masa crítica de 1,4 veces la masa del Sol, la llamada masa límite de Chandrasekhar. Una vez alcanzan este tamaño, explotan como supernovas. Otra opción es que el sistema esté compuesto por dos enanas blancas que acaben por fusionarse en una supernova. Según Ruiz-Lapuente, «este nuevo resultado, junto con otros anteriores, indican que la fusión de enanas blancas podría ser una vía usual que da lugar a estas violentas explosiones termonucleares».
 
Las supernovas son explosiones de estrellas que ocurren en la última etapa de sus vidas. Producen una gran emisión de energía y eyectan enormes cantidades de material a gran velocidad al medio interestelar. En particular, el tipo de supernova que aconteció en 1006 se produjo por una explosión termonuclear cuando la enana blanca alcanzó la masa límite de Chandrasekhar, lo que expulsó probablemente todo el material que poseía sin dejar ningún remanente estelar de la explosión.
 
La pista definitiva que llevó a los investigadores a concluir que en este caso se había producido la fusión de dos enanas blancas fue que esta supernova, a unos 7.000 años luz de la Tierra, no posee una estrella compañera de la enana blanca progenitora. La explosión producida por la fusión de dos enanas blancas, sin embargo, no deja ningún rastro, salvo el remanente de supernova que puede ser estudiado hasta siglos después, como en el caso de la supernova de 1006, una de las únicas cuatro supernovas históricas de este tipo ocurridas en la Vía Láctea.
 
Para el estudio, se usó el espectrógrafo de alta resolución UVES instalado en uno de los cuatro telescopios europeos VLT, de 8 metros de diámetro, perteneciente al Observatorio Europeo del Sur (ESO, Chile), con el que se observaron las estrellas en torno al lugar de la explosión. Los datos espectroscópicos y fotométricos obtenidos fueron analizados en detalle por González Hernández: «El análisis de las estrellas de la zona de la explosión las descarta como posibles compañeras de la estrella progenitora de la supernova de 1006», asegura el experto.
 
Los astrofísicos analizaron distintos tipos de estrellas en la zona: gigantes, subgigantes y enanas. Según González, «sólo cuatro estrellas gigantes se encuentran a la misma distancia que el remanente de la supernova de 1006, a unos 7.000 años luz de la Tierra, pero las simulaciones numéricas no predicen una compañera de estas características. La apariencia de una posible estrella compañera, incluso mil años después de recibir el violento impacto de una explosión de este tipo, no sería la de una estrella gigante normal».
 
Las enanas blancas son estrellas de masa inferior a 1,4 veces la masa del Sol que están en la última etapa de su vida. Estas estrellas, o remanentes estelares, han agotado todo su combustible, por lo que se van enfriando muy lentamente. Las estrellas de menos de 8-10 masas del Sol, es decir, la gran mayoría de las estrellas de la Vía Láctea, y también nuestro Sol, acaban su ciclo de vida como enanas blancas.
 
Por otro lado, desde el punto de vista teórico, en el estudio, en el que también han participado los investigadores de la UB Ramon Canal y Javier Mendez, se ha visto que la fusión de este tipo de estrellas concuerda con los modelos estelares existentes.
 
La compañera de la supernova del año 1572
Ya en el año 2004, este grupo de investigación había identificado otra estrella como la compañera de la supernova del año 1572. Pilar Ruiz-Lapuente, investigadora principal de aquel trabajo, también publicado en la revista Nature, y coautora del actual, comenta al respecto: «Entonces exploramos otra región cerca del centro del remanente de la supernova de Tycho y encontramos una estrella subgigante de temperatura similar a la del Sol, que podía ser la compañera de la estrella progenitora de la supernova de 1572». La investigadora añade: «En este nuevo estudio, nuestra intención era buscar a la compañera de la supernova de 1006, pero, para nuestra sorpresa, no la encontramos».
 
Ruiz-Lapuente inició en 1997 el estudio de los remanentes de supernovas del tipo Ia con este método de búsqueda de estrellas progenitoras. Hasta la fecha se han estudiado cinco supernovas, de las cuales sólo se ha encontrado la compañera en el caso de la de Tycho Brahe. Como explica la reconocida astrofísica, «nuestra intención es seguir estudiando los remanentes de supernova para determinar la frecuencia de esta vía de fusión de enanas blancas. La próxima será la supernova de Kepler de 1604».
 
Referencia del artículo:
Jonay I. González Hernández; Pilar Ruiz-Lapuente; Hugo Tabernero; David Montes; Ramón Canal; Javier Méndez, y Luigi R. Begin. «No surviving evolved companions to the progenitor of supernova SN 1006». Nature, septiembre de 2012. DOI: 10.1038/nature11447
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