Tuesday, July 22, 2008

Una ex plosión masiva y misteriosa

Imagen infrarroja de NGC 6946
Cuando el astrónomo amateur Ron Arbour detectó una enorme explosión a 17 millones de años luz de distancia en la Galaxia NGC 6946 (conocida como la Galaxia Fireworks o fuegos artificiales), muchos científicos creyeron que era el final de una estrella masiva. Sin embargo, observaciones con el Telescopio Espacial Spitzer mostraron, inesperadamente, que una estrella relativamente liviana era la fuente de semejante estallido.

La explosión, llamada SN 2008S, fue la primera detectada en febrero de este año.

“Este hallazgo fue bastante sorpresivo: la estrella era de sólo diez veces la masa de nuestro Sol. Comúnmente vemos este tipo de estallido en estrellas de al menos treinta veces más masivas que el Sol”, dice José Prieto, de la Universidad de Ohio, quien buscó la fuente de la explosión en los archivos de datos de telescopios ópticos e infrarrojos profesionales.

Ahora, los astrónomos se están preguntando si se trataba realmente de una explosión supernova o no.

Cuando los astronómos ven un flash de luz indicando una posible supernova cercana, su primer instinto es buscar la estrella antes de su muerte, o su progenitora, en los archivos de observaciones de luz visible de la región. Pero cuando Prieto y colaboradores de Ohio buscaron la fuente de NGC 6946 en las observaciones tomadas previamente por el Large Binocular Telescope Observatory (LBT) en Arizona, no encontraron nada.

Recién cuando revisaron los archivos de Spitzer de las observaciones de la galaxia tomadas tres años atrás, descubrieron la fuente.

“La estrella original podía ser vista sólo en tres longitudes de onda del infrarrojo. Esto muestra claramente la presencia de polvo caliente alrededor de la estrella, probablemente polvo formado en el viento estelar”, dice Prieto.

El polvo explica cómo la estrella progenitora pudo eludir los ojos del LBT.

De acuerdo a Prieto, las observaciones ópticas iniciales del estallido sugieren que el evento fue posiblemente una supernova tipo IIn. Las estrellas pasan la mayoría de sus vidas fusionando átomos de hidrógeno en sus núcleos. La energía producida causa una presión hacia el exterior que contrarresta la fuerza de gravedad. Cuando el hidrógeno se acaba, la presión exterior cesa y el núcleo comienza a encogerse. Esto causa el aumento de la temperatura y densidad de la estrella, que genera fusión otra vez de elementos más pesados en el núcleo.
En las estrellas que son varias veces la masa de nuestro Sol, este proceso ocurre muchas veces hasta que el núcleo alcanza el hierro. En ese punto el núcleo colapsa: es una supernova tipo II.

Las supernovas IIn son una subclase que muestran una abundante cantidad de hidrógeno asociado con una densa nube de gas alrededor de la estrella antes de explotar, probablemente creada por un fuerte viento.

Otra posibilidad es que haya sido una “supernova falsa”, el súper estallido de una estrella variable azul luminosa. Estas estrellas eyectan una enorme cantidad de material en estallidos ocasionales, al llegar al final de sus vidas. El brillo de estas explosiones puede ser confundido con una supernova. Las variables azul luminosas son extremadamente raras, y se piensa que son al menos treinta veces más masivas que nuestro Sol. El ejemplo más famoso es Eta Carinae.

“En cualquier caso el resultado es interesante porque los astrónomos piensan actualmente que las supernovas tipo IIn y las variables azules luminosas están asociadas con estrellas muy masivas, decenas de veces la masa del Sol, y no con una estrella de diez masas solares”, añade Prieto.

Prieto envió su paper científico a Astrophysical Journal Letters. Poco tiempo después de haber sido aceptado, un estallido similar se detectó en la galaxia cercana NGC 300. Nuevamente, los científicos en los archivos ópticos para la fuente de la explosión. Sin embargo, sí pudieron identificar una estrella oscurecida de polvo en los archivos de Spitzer.

“Estos dos luminosos estallidos podrían ser una nueva clase de violentas explosiones en estrellas masivas polvorientas”, dice Prieto

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Develan los mis terios de Cassiopeia A

Los astrónomos han desenterrado los secretos de la tumba de una estrella que explotó como supernova hace tiempo. Al decodificar los fantasmagóricos ecos de luz viajando desde los restos de la supernova Cassiopeia A, los científicos han podido juntar las piezas sobre cómo era la estrella en vida y cómo fue su final.
Cassiopeia A y sus ecos de luz

“Cassiopeia A yace en nuestro patio trasero cósmico y ofrece una nítida visión de lo que queda cientos de años después de una explosión de supernova”, dice Oliver Krause del Instituto Max Planck en Alemania, autor del paper acerca del descubrimiento que aparece en la edición de esta semana de Science. “Los ecos de luz que encontramos alrededor de Cassiopeia A nos ofrecen una ‘máquina del tiempo’ para ir hacia atrás y ver su pasado”.

Cassiopeia A es uno de los objetos más explorados en el cielo y ha sido sujeto de más de mil trabajos científicos. (Ver Telescopio Spitzer descifra misterio de una supernova) Se trata del cadáver de una estrella masiva que finalizó como supernova hace más de 11.000 años. De hecho, hasta hace poco, era la remanente de supernova más cercana en el tiempo en nuestra Vía Láctea. El nuevo récord lo ostenta G1.9+0.3, recientemente descubierta por el Observatorio Chandra y otros telescopios. Como Cassiopeia A está a más de 11.000 años luz de distancia de la Tierra, la luz de su explosión habría alcanzado a nuestro planeta hace unos 300 años.

Usando la capacidad infrarroja del Observatorio Espacial Spitzer, los astrónomos Krause y sus colegas encontraron en 2005, los llamados ecos infrarrojos, que ocurren cuando un flash de luz de la supernova pasa a través de nubes, calentándolas y haciéndolas brillar en infrarrojo.

En el nuevo estudio, los astrónomos usaron los ecos infrarrojos de Cassiopeia A para enfocarse en los ecos de luz visible que ocurren cuando la luz visible de la supernova dispersa el polvo. A diferencia de los ecos infrarrojos, actúan como señales de las tumbas de estrellas explotadas.

Como estos ecos pueden atenuarse rápidamente, los astrónomos usaron el espectómetro en Subaru para revelar las firmas de los átomos presentes cuando la estrella explotó. El resultante espectro de luz reveló hidrógeno y helio - que revelan que Cassiopeia A fue una estrella supergigante roja cuyo núcleo colapsó en una rara supernova tipo IIb.

“Este es un resultado excitante”, agrega Alex Filippenko de la Universidad de California, Berkeley, un experto en supernovas que no participó del estudio. “Cassiopeia A ha sido estudiada ampliamente con muchos telescopios en un amplio rango de longitudes de onda. Es gratificante que finalmente sepamos qué clase de estrella explotó hace tanto tiempo”.

Los hallazgos ofrecen además entendimiento sobre otro misterio sobre esta estrella. Cuando Cassiopeia A originalmente explotó, el evento debería haber sido ampliamente visto en la Tierra como una brillante estrella en el cielo. El avistamiento que se cree más posible es por el astrónomo John Flamsteed en 1680, pero él realizó sólo una observación de una estrella difusa.
Ahora que los astrónomos han aprendido cómo se forjó la estrella, piensa que saben porqué su muerte no se percibió. “Las supernovas tipo IIB se atenúan rápidamente. Esto, más unas cuantas noches nubladas, podría explicar el enigma histórico alrededor de Cassiopeia A”, dice el coautor George Rieke de la Universidad de Arizona, Tucson.

Recientemente, usando los observatorios Chandra, XMM-Newton y Gemini, los astrónomos fueron capaces de usar los ecos de luz para identificar los orígenos de una supernova fuera de nuestra galaxia. (Ver Determinan el poder de una supernova). Ese estudio, junto con este nuevo, demuestran el poder de los ecos de luz para conjurar los “fantasmas” de estrellas muertas.

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El grito de na cimiento de una supernova

Gracias a una fortuita observación con el satélite Swift, los astrónomos han captado, por primera vez, a una estrella explotando como supernova.
“Por años hemos soñado con ver una estrella justo al estar explotando, pero encontrar verdaderamente una es un evento único en la vida”, dice Alicia Soderber, de la Universidad Princeton. “Esta nueva supernova será la piedra Rosetta de los estudios de supernova en los años siguientes”.
SN2008D por GMOS de Gemini Norte

Hasta ahora no se había observado una estrella explotando, sino cuando la explosión ya había ocurrido. Algo similiar ocurrió en 1987 cuando se descubrió la supernova 1987A, en la Gran Nube de Magallanes.

El 9 de enero Soderber y Edo Berger estaban usando el Swift para observar una supernova conocida como as SN 2007uy en la galaxia espiral NGC 2770, localizada a 90 millones de años luz de la Tierra en la constelación Lynx. A las 9:33 a.m. (hora del Este) detectaron un extremadamente brillante estallido de rayos-X. Rápidamente reconocieron que provenían de otra locación en esa misma galaxia.

En un paper enviado a Nature, Soderberg y 38 colegas muestran que la energía y el estallido de rayos-X es consistente con una onda de choque a través de la superficie de la estrella progenitora, que se sospecha sería una estrella Wolf-Rayet. Esto marca el nacimiento de la supernova ahora conocida como SN 2008D.

SN2008D por el Observatorio de Rayos-X Chandra

Debido al significativo estallido, Soderberg montó una campaña de observación internacional para estudiar el evento. Se realizaron observaciones con los grandes telescopios como el Hubble, Chandra, el VLA, Gemini Norte, Keck, el de Apache Point y los míticos telescopios del Observatorio Palomar.

Las observaciones combinadas ayudaron a los científicos a establecer la energía del estallido inicial, lo que ayuda a los teóricos a entender mejor las supernovas. Las observaciones muestran además que SN 2008D es una supernova Tipo Ibc, rica en helio, que ocurre cuando una masiva estrella explota. No se encontraron evidencias de un jet de materia en las observaciones de radio y rayos-X lo que descartaría que se tratara de un Estallido de rayos gamma (GRB).

Los resultados serán publicados en la edición del 22 de mayo de Nature bajo el título :“An extremely luminous X-ray outburst marking the birth of a normal supernova”, por Alicia Soderberg y 38 coautores.

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Des cubren la supernova más reciente

La más reciente supernova en nuestra Galaxia ha sido descubierta al rastrear la rápida expansión de sus restos. Este resultado tiene implicaciones en el entendimiento de la frecuencia de estos eventos en la Vía Láctea.
Remanente de supernova G1.9+0.3

El descubrimiento provino de estudios realizados con el Very Large Array (VLA) de NRAO y el Observatorio de Rayos-X Chandra.
La supernova ocurrió hace unos 140 años. Anteriormente, la última supernova conocida ocurrió hacia el 1680, basados en estudios de la expansión de su remanente Cassiopeia A.

La reciente explosión supernova no fue vista en luz óptica en su momento porque ocurrió cerca del centro de la Galaxia y está embebida en un denso camplo de gas y polvo. Sin embargo, la remanente de supernova generada por la explosión, G1.9+0.3, es ahora vista en imágenes de radio y rayos-X.

“Podemos ver algunas explosiones de supernova con telescopios ópticos a través de la mitad del Universo, pero cuando están en esta oscuridad podemos perdernos de verla en nuestro patio trasero”, dice Stephen Reynolds de la Universidad de Carolina del Norte, quien lideró el estudio del Observatorio de rayos-X Chandra. “Afortunadamente, la expansiva nube de gas de la explosión brilla en ondas de radio y rayos-X por cientos de años. Los telescopios de rayos-X y los radiotelescopios pueden ver a través de toda esa oscuridad y mostrarnos lo que nos estábamos perdiendo”.

Los astrónomos observan regularmente supernovas en otras galaxias como la nuestra, y basados en esas tasas, estiman que cerca de tres deberían explotar cada siglo en nuestra Vía Láctea, aunque estas estimaciones tienen grandes márgenes de error.

“Si la tasa de estimación de supernovas son correctas, debería haber remanentes de cerca de 10 explosiones supernova que son más jóvenes que Cassiopeia A”, explica David Green, de la Universidad de Cambridge, quien lideró el estudio de VLA.

El rastreo de esta fuente comenzó en 1985 cuando los astrónomos, liderados por Green, usaron el VLA para identificar a G1.9+0.3 como una remanente de supernova cerca del centro galáctico. Basados en su pequeño tamaño, se pensó que era el resultante de una supernova que explotó hace 400 a 1000 años.

Veinte años después, Observaciones de Chandra de este objeto, revelaron que la remanente se expandió sorprendentemente en gran cantidad, cerca de 16% desde 1985. Esto indica que la remanente es mucho más joven que lo previamente pensado.

Expansión de la remante de supernova G1.9+0.3 desde 1985

La joven edad fue confirmada cuando nuevas observaciones de radio de VLA fueron hechas en las últimas semanas. Esto permitió inferir que el evento es de unos 140 años, convirtiéndola en la más joven en nuestra Galaxia. Esto significa que habría ocurrido hacia 1868. (Einstein tendría 11 años

Localización en la Vía Láctea de otros eventos históricos de Supernova
Localización en la Vía Láctea de otros eventos históricos de Supernova, entre las que se pueden destacar SN 1604 o SN de Kepler, SN 1572 o Nova Tycho

Encontrar una supernova así, oscura y reciente es un primer paso vital para estimar mejor la tasa de supernovas en nuestra Vía Láctea. Conocer esta tasa es importante porque las supernovas calientan y redistribuyen grandes cantidades de gas, surten de muchos elementos pesados a su entorno y pueden disparar la formación de nuevas estrellas, cerrando el ciclo de nacimiento y muerte estelar. La explosión podría haber dejado, además de la remante, una estrella de neutrones central o un agujero negro.

G1.9+0.3 es de considerable interés también por otras razones. La alta velocidad de expansión y las extremas partículas de energía que ha venido generando no tienen precedentes y deberían estimular estudios más profundos de este objeto con Chandra y el VLA.
Se conoce la distancia a la remanente. Y la cantidad de polvo y gas entre nosotros y la remanente puede ser medido y comparado con los mapas de la galaxia. Al combinar la distancia con la expansión medida se puede obtener una velocidad para el gas: 14.000 km/s! o 5% de la velocidad de la luz. La cantidad de energía liberada en una supernova es verdaderamente increíble.

“Ningún otro objeto en la Galaxia tiene propiedades como esta. Encontrar este objeto es extremadamente importante para aprender más acerca de cómo algunas estrellas explotan y qué ocurre luego de su muerte”, añade Reynolds.

Estos resultados aparecerán en The Astrophysical Journal Letters.

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Super computadora para simular supernovas

Un equipo de científicos gastarán 22 millones de horas computacionales durante el próximo año en una de las supercomputadoras más grandes del mundo, simulando un evento que toma menos de cinco segundos.
Simulación de Supernova Tipo Ia

Robert Fischer y Carl Jordan, de la Universidad de Chicago, están entre los científicos del equipo. En su trabajo exploran cómo las leyes de la naturaleza se desarrollan a extremas temperaturas y presiones. La supercomputadora Blue Gene/P en el Laboratorio Nacional Argonne servirá como su herramienta primaria para estudiar a las estrellas explosivas.

La supercomputadora “es una de las más grandes y rápidas en el mundo”, dice Fischer. Las computadoras de escritorio contienen típicamente sólo uno o dos procesadores; Blue Gene/P tiene más de 160.000 procesadores!! Lo que a una computadora de escritorio le llevaría miles de años, esta supercomputadora lo puede realizar en tres días.

Sistema Blue Gene/P

El Centro Flash de Investigación de la Universidad tiene asignaciones computacionales en el Laboratorio Argonne gracias al Departamento de Energía por su interés en la física que se lleva a cabo a extremas concentraciones de energía, incluyendo las supernovas.

Un mejor entendimiento de las supernovas Tipo Ia es crítico para resolver el misterio de la energía oscura, uno de los grandes desafíos de los cosmólogos actuales. La energía oscura está, de alguna manera, causando que el Universo se expanda en forma acelerada.

Los cosmólogos descubrieron la energía oscura al usar las supernovas Ia como dispositivos de medición cósmica. Este tipo de explosiones estelares exponen aproximadamente el mismo brillo, por lo que los científicos pueden así calcular la distancia a las galaxias en las que se alojan las supernovas. Sin embargo, su brillo varía un poco, aproximadamente un 15%. “Para entender realmente la energía oscura, debes bajar esta variación a cerca de 1 porciento”, dice Jordan.

La densidad de las estrellas enanas blancas, de las que evolucionan las supernovas Ia, es extrema. Cuando las estrellas del tamaño del Sol alcanzan el final de sus vidas, han expulsado la mayoría de su masa y dejan un núcleo del tamaño de la Luna. Una cuchara de material, un centímetro cúbico, de una enana blanca, pesaría miles de toneladas métricas. “Son objetos increíblemente densos”.

Las supernovas Tipo Ia se cree que ocurren en sistemas binarios. Cuando una enana blanca tiene una compañera a la que le quitó suficiente material, ocurre una explosión.

En las simulaciones, el equipo analizará cómo ocurren las explosiones en cuatro posibles escenarios que llevan a supernovas Tipo Ia. Esto puede ocurrir como una deflagración o una detonación.

“Imagine una pileta de gasolina y tire un fósforo en ella. El tipo de explosión a través de la pileta de gasolina es una deflagración. Una detonación es simplemente si se enciende un paquete de dinamita y se permite su explosión”, explica Jordan.

“Para determinar cómo las simulaciones se relacionan con las actuales supernovas, debemos realizar más de mil diferentes simulaciones este año para variar los parámetros en los modelos para ver cómo esos parámetros afectan a la supernova”, señala Jordan.

No es la primera vez que se realizan simulaciones de este tipo. Ya habíamos comentado anteriormente otras simulaciones de explosión de enanas blancas, así como las simulaciones computacionales realizadas para saber cómo afectaría a las enanas blancas un agujero negro.

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Dos nuevos y raros sis temas estelares

Los astrónomos descubrieron un lejano sistema estelar que es tan inusual que parecía ser único en su tipo. Se trata de dos estrellas supergigantes amarillas eclipsantes. Y luego se dieron cuenta que había otro sistema así, mucho más cerca nuestro. Adicionalmente, se sugiere que estas estrellas serían las progenitoras de una nueva clase de supernova.
Sistema binario de supergigantes amarillas eclipsantes en la galaxia Holmberg IX

En un paper publicado en una reciente edición de Astrophysical Journal Letters, astrónomos de la Universidad de Ohio sugieren que estos sistemas son los progenitores de un raro tipo de supernova.

El equipo descubrió un sistema estelar a 13 millones de años luz, en la pequeña galaxia Holmberg IX que orbita a la gran galaxia M81. Estudiaron el sistema entre enero y octubre de 2007 con el Gran Telescopio Binocular (LBT) en Arizona.

La enana galaxia Holmberg IX y la localización aproximada del sistema binario descubierto

El sistema es inusual, ya que se trata de un sistema binario de supergigantes amarillas eclipsantes. Contiene dos muy brillantes y masivas estrellas amarillas que se orbitan muy cercanamente la una a la otra. De hecho, lo hacen tan cerca que comparten una gran cantidad de material por lo que la forma del sistema parece un maní.

En un repetitivo ciclo, una estrella se mueve frente a la otra, lo que bloquea nuestra visión de una de las estrellas, eclipsándola. Las dos estrellas parecen ser casi idénticas, cada una con entre 15 y 20 veces la masa de nuestro Sol.

José Prieto, de Ohio y autor del paper, analizó el nuevo sistema como parte de su disertación de doctorado. En su investigación, rastreó los registros para determinar si su grupo había encontrado un sistema así por primera vez.
Para su sorpresa, descubrió otro mucho más cercano, a 230.000 años luz de distancia en la Pequeña Nube de Magallanes que orbita a nuestra Vía Láctea.

Ese otro sistema había sido descubierto en los años ‘80 pero había sido mal identificado. Cuando Prieto reexaminó los datos que los astrónomos grabaron en aquel momento, vio que que era similar al detectado fuera de M81. Las estrellas eran incluso de tamaño similar.

La gran galaxia M81 y arriba a la izquierda, Holmberg IX

“No esperábamos encontrar uno de estos sistemas, menos dos”, dice Kris Stanek, profesor de Ohio. “Nunca se espera esta clase de cosas. Pero pienso que muestra cuán flexible debes ser en astrofísica. Necesitamos el LBT de 8.4 metros para detectar la primera binaria, pero la segunda es tan brillante que podrías verla con binoculares en el patio de tu casa. Aunque, si no hubiéramos encontrado el primero, quizás nunca habríamos encontrado el segundo”.

“Esto muestra que todavía hay descubrimientos valiosos escondidos a plena vista. Debes tener los ojos bien abiertos y conectar los puntos”.

El hallazgo podría ayudar a resolver otro misterio. De todas las supernovas que han sido estudiadas con los años, dos han sido relacionadas con supergigantes amarillas.

A lo largo de millones de años, una estrella muy masiva oscila entre ser una roja supergigante fría y una azul caliente. Pasan la mayoría de sus vidas en un extremo del espectro o en el otro, pero pasan muy poco tiempo en el medio, donde son clasificadas como amarillas. La mayoría de las estrellas terminan sus vidas en una supernova en el extremo rojo del ciclo; algunas en el azul. Pero ninguna lo hace durante la corta fase de transición entre medio.

Al menos, es lo que piensan los astrónomos.

Prieto, Stanek y sus colegas sospechan que los sistemas binarios amarillos como los que encontraron podrían ser los progenitores de esas raras supernovas.

“Cuando dos estrellas se orbitan muy cercanamente, comparten material y la evolución de una afecta a la otra. Es posible que dos supergigantes en un sistema así podrían evolucionar más lentamente y pasar más tiempo en la fase amarilla, lo suficiente para que una de ellas explote como una supergigante amarilla”, explica Prieto.

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Super nova en NGC 2397

La última imagen del telescopio espacial Hubble revela una nítida visión de la galaxia espiral NGC 2397. La imagen muestra una supernova en los estadíos tempranos, la SN 2006bc, descubierta en marzo de 2006.
Galaxia NGC 2397 con supernova SN 2006bc

NGC 2397 es una galaxia espiral clásica con extensos caminos de polvo a lo largo de los bordes de sus brazos.
Localizada a 60 millones de años luz de la Tierra, la galaxia está compuesta principalmente de estrellas viejas, amarillas y rojas en su porción central, mientras la formación estelar continúa en los más exteriores y azules brazos espirales. Las más brillantes de estas jóvenes estrellas pueden ser vistas individualmente en la imagen de alta resolución de la Cámara Avanzada para Sondeos (ACS) del Hubble.

Una característica atípica de esta imagen es la visión de la supernova SN 2006bc tomada cuando su brillo estaba en disminución. Astrónomos de la Universidad Queen del Norte de Irlanda, liderados por el profesor de astronomía Stephen J. Smartt, requirieron la imagen como parte de un largo proyecto que estudia las explosivas estrellas masivas llamadas supernovas.

Cuando una supernova es descubierta en una galaxia cercana el grupo comienza una meticulosa búsqueda de imágenes anteriores de Hubble de la misma galaxia para localizar la estrella que posteriormente explotó; usualmente una de entre cientos de millones de estrellas en la galaxia. Esto es como escudriñar durante días a través de las secuencias CCTV para encontrar una secuencia candidata. Si los astrónomos encuentran una estrella localizada en el lugar de la explosión posterior, deben calcular su masa y tipo con los datos de brillo y color. Sólo seis estrellas han sido identificadas antes de explotar y el equipo de Queen descubrió la naturaleza de cinco de ellas.

En el último trabajo sobre imágenes de Hubble, a ser presentado en la Reunión Nacional de Astronomía 2008 en Belfast, el equipo revela los resultados de sus diez años de búsqueda para esas elusivas estrellas precursoras de supernovas. Parece que estrellas con masas tan bajas como siete veces la masa del Sol pueden explotar como supernovas. El equipo no encontró ninguna estrella muy masiva, sugiriendo que esas estrellas quizás colapsen para formar agujeros negros que o bien no producen una supernova o si lo hacen, es muy débil de observar. Esta intrigante posibilidad será discutida en la mencionada reunión.

Las imágenes fueron obtenidas el 14 de octubre de 2006 con la ACS a través de tres filtros de colores (azul, verde e infrarrojo).

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Determinan el poder de una super nova

Al observar la remanente y el eco de luz del estallido inicial, los astrónomos establecieron la validez de un poderoso nuevo método para estudiar supernovas.
SNR 0509-67.5

Usando datos del Observatorio de rayos-X Chandra, el Observatorio XMM-Newton de ESA y el Observatorio Gemini, dos equipos de investigadores estudiaron la remanente de supernova y el eco de luz de la explosión que están localizados en la Gran Nube de Magallanes (GNM), una pequeña galaxia a unos 160.000 años luz de la Tierra. Concluyeron que la supernova ocurrió hace unos 400 años y que fue inusualmente brillante y energética.

Este resultado es el primero en utilizar dos métodos para estimar la energía de una explosión de supernova: observaciones de rayos-X de la remanente y observaciones ópticas de los expansivos ecos de luz de la explosión.
Hasta ahora, los científicos realizaban esa estimación usando la luz vista poco después de la explosión de la estrella o usando remanentes que tienen varios cientos de años de edad, pero no ambos.

En 2004, los científicos usaron Chandra para determinar que una remanente de supernova en la GNM, conocida como SNR 0509-67.5, era una supernova tipo Ia, causada por una enana blanca en un sistema binario que alcanzó la masa crítica y explotó.

En un nuevo estudio, una estimación de la energía del evento provino de estudiar un eco de la luz original de la explosión. Así como el sonido rebota en las paredes de un cañón, las ondas de luz crean un eco al rebotar en las nubes de polvo en el espacio. La luz de estos ecos viajan un camino más largo que la luz que viaja directo hacia nosotros, por lo que pueden ser vistos de cientos de años luego de la propia supernova.

Vistos por primera vez por el Observatorio Cerro Tololo en Chile, los ecos de luz fueron observados en gran detalle por el Observatorio Gemini en Chile. El espectro óptico fue usado para confirmar que la supernova era del tipo Ia y para determinar inequívocamente la particular clase de explosión, y así su energía.

Los datos de Chandra, junto con los datos obtenidos en 2000 por el XMM, fueron luego independientemente usados para calcular la cantidad de energía involucrada en la explosión original, usando un análisis de la remanente de supernova y modelos de explosión de vanguardia. Su conclusión confirmó los resultados de los datos ópticos, a saber, que la explosión fue una especialemente energética y brillante del tipo Ia. Este acuerdo provee fuerte evidencia que los detallados modelos son precisos.

“Tener estos dos métodos de acuerdo nos genera un suspiro de alivio”, dice Carlos Badenes de la Universidad de Princeton, quien lideró el estudio de Chandra y XMM.

Ambos métodos estimaron un tiempo similar desde la explosión, de unos 400 años.

“Seremos capaces de aprender un montón acerca de supernovas en nuestra propia galaxia al usar esta técnica”, dice Armin Rest de la Universidad de Harvard, quien lideró las observaciones del eco de luz usando Gemini.

Estos resultados aparecen en dos papers recientemente aceptados en The Astrophysical Journal. El primero discute el espectro obtenido por Gemini. El segundo detalla las observaciones con Chanda y XMM.

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Una fábrica de oxí geno en galaxia cercana

Esta imagen del Observatorio de rayos-X Chandra muestra los restos de la explosión de una estrella masiva -N132D- en la Gran Nube de Magallanes, una pequeña vecina de la Vía Láctea, a 160.000 años luz de distancia.
Remanente de supernova rica en oxígeno N132D

La remanente de supernova, N132D, es la más brillante en las nubes de Magallanes y pertenece a una rara clase de remanente rica en oxígeno. La mayoría del oxígeno que respiramos en la Tierra, se piensa que proviene de explosiones similares a esta.

Los colores en la imagen muestran rayos-X de baja energía (rojo), de energía intermedia y alta (azul) de la remanante situada en la constelación Dorado. Se detectan en la imagen considerables cantidades de oxígeno, particularmente en las regiones verdes cerca del centro de la imagen. La locación de estas áreas ricas en oxígeno, detectadas en la imagen de Chandra concuerda generalmente con las áreas detectadas por el telescopio Hubble.[1]
Sin embargo, la expandida capa, de forma de elipse, de oxígeno vista aquí no es vista ni en G292.0+1.8 o Puppis A, dos remanentes ricas en oxígeno en la galaxia con similares edades que N132D (unos 3.000 años). El origen de esta capa es desconocido, pero podría haber sido creada por una “burbuja de níquel” poco tiempo después de la explosión supernova. La existencia de semejantes burbujas es predicha por trabajos teóricos.

El objetivo esencial de estas observaciones es limitar la masa de una estrella que explota y aprender cómo las estrellas masivas expulsan los elementos pesados como el oxígeno al espacio circundante.

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En busca de las progenitoras de super novas

SN 2007on en NGC 1404: Usando datos del Observatorio de rayos-X Chandra, los científicos reportaron la posible detección de un sistema binario estelar que luego fue destruído en una explosión de supernova. El nuevo método usado promete encontrar los detallados orígenes de estos importantes eventos cósmicos.
SN 2007on en NGC 1404

Estas imágenes muestran evidencia de la posible detección de un sistema binario que fue luego destruído en una explosión supernova. El panel derecho muestra una imagen ópita del satélite SWIFT de la galaxia elíptica NGC 1404. En el centro de la imagen está la supernova SN 2007on, originalmente descubierta por el telescopio robótico de 0.25 m TAROT en La Silla en noviembre de 2007. El panel izquierdo muestra una imagen del Observatorio de rayos-X Chandra del mismo campo tomada cuatro años antes de la detección de la supernova.

La posición de SN 2007on en la imagen de Chandra es mostrada con un círculo blanco. La búsqueda inicial para el progenitor de la supernova, reportada en Nature, argumentó que la fuente de rayos-X que yace dentro del círculo es probablemente la progenitora de la explosión. Esta afirmación fue basada en dos piezas principales de evidencia: (1) la posibilidad de una fuente estando tan cerca por coincidencia es pequeña y (2) la fuente de rayos-X tiene propiedades similares a las esperadas para un tipo particular de progenitora predicha por trabajo teórico.

En un artículo en la edición del 14 de febrero de Nature, Rasmus Voss del Instituto Max Planck y Gijs Nelemans de la Universidad Radboud encontraron un objeto cerca de la posición de una supernova recientemente detectada, en una imagen tomada cuatro años antes de la explosión.

Sin embargo, este estudio incluyó una incertidumbre relativamente grande en la posición de la supernova. Estudios posteriores, a ser publicados, usaron imagénes ópticas de mayor calidad para determinar mejor la posición de la explosión. Ese trabajo mostró que hay una pequeña pero significativa diferencia en las posiciones medidas de la supernova y la fuente de rayos-X, sugiriendo que la fuente podría no ser la progenitora. La diferencia es visible en el panel izquierdo como la diferencia entre la fuente de rayos-X y el centro del círculo blanco. (Pulsar la imagen para ir al sitio de Chandra y ver la imagen ampliada)

SN 2007on fue una supernova Tipo Ia, una importante clase de objeto usado para medir la expansión del Universo. Son generalmente producidas por la explosión de una enana blanca en un sistema estelar binario. La progenitora de una supernova Tipo Ia no ha sido nunca detectada, pero promete responder importantes preguntas acerca de la configuración exacta y disparo de estas explosiones.
¿Se debe la explosión a la colisión entre dos enanas blancas o porque una enana blanca se vuelve inestable al quitar demasiado material de una compañera?
Si la segunda posibilidad es correcta, el material en la superficie de la estrela debería calentarla y producir una poderosa fuente de rayos-X antes de la explosión. Una vez que la supernova ocurre, la enana blanca sería completamente destruída y sería indetectable en rayos-X.

Seguimientos observacionales de Chandra indican que el objeto ha desaparecido, de hecho, pero son necesarias más observaciones para decidir si la fuente fue la progenitora o no. Otra posible explicación es que la cercana fuente de rayos-X no esté relacionada con la explosión de supernova.

El equipo está aplicando este nuevo método a otras supernovas y tienen esperanzas de éxito en identificar las elusivas causas de al menos algunas de estas explosiones.

Voss dice que, aunque la fuente de rayos-X no fuese la progenitora de SN 2007on, la caza bien vale el esfuerzo.

“Encontrar las progenitoras de estas supernovas Tipo Ia es una gran persecución en astronomía actualmente. Estas supernovas son buenas herramientas para estudiar la energía oscura, pero si supiéramos más acerca de ellas, se convertirían en aún mejores herramientas”, explican los científicos.

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