La muerte de una estrella masiva en una galaxia distante hace 10 mil millones de años creó una rara supernova superluminosa que, según los astrónomos, es una de las más distantes jamás descubiertas. La brillante explosión más de tres veces más brillante que las 100 mil millones de estrellas de nuestra Vía Láctea combinadas, ocurrió unos 3.500 millones de años después del Big Bang en un período conocido como "mediodía cósmico, "cuando la tasa de formación de estrellas en el universo alcanzó su punto máximo.

Las supernovas superluminosas son de 10 a 100 veces más brillantes que una supernova típica resultante del colapso de una estrella masiva. Pero los astrónomos aún no saben exactamente qué tipo de estrellas dan lugar a su luminosidad extrema o qué procesos físicos están involucrados.

La supernova conocida como DES15E2mlf es inusual incluso entre el pequeño número de supernovas superluminosas que los astrónomos han detectado hasta ahora. Fue detectado inicialmente en noviembre de 2015 por la colaboración del Dark Energy Survey (DES) utilizando el telescopio Blanco de 4 metros en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile. Se realizaron observaciones de seguimiento para medir la distancia y obtener espectros detallados de la supernova con el espectrógrafo de objetos múltiples Gemini en el telescopio Gemini South de 8 metros.

La investigación fue dirigida por los astrónomos de UC Santa Cruz Yen-Chen Pan y Ryan Foley como parte de un equipo internacional de colaboradores de DES. Los investigadores informaron sus hallazgos en un artículo publicado el 21 de julio en la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .

Las nuevas observaciones pueden proporcionar pistas sobre la naturaleza de las estrellas y galaxias durante el pico de formación estelar. Las supernovas son importantes en la evolución de las galaxias porque sus explosiones enriquecen el gas interestelar a partir del cual se forman nuevas estrellas con elementos más pesados ​​que el helio (que los astrónomos llaman "metales").

"Es importante simplemente saber que las estrellas muy masivas estaban explotando en ese momento, "dijo Foley, profesor asistente de astronomía y astrofísica en UC Santa Cruz. "Lo que realmente queremos saber es la tasa relativa de supernovas superluminosas a supernovas normales, pero todavía no podemos hacer esa comparación porque las supernovas normales son demasiado débiles para ver a esa distancia. Así que no sabemos si esta supernova atípica nos está diciendo algo especial sobre esa época hace 10 mil millones de años ".

Observaciones previas de supernovas superluminosas encontraron que típicamente residen en galaxias de baja masa o enanas, que tienden a estar menos enriquecidas en metales que las galaxias más masivas. La galaxia anfitriona de DES15E2mlf, sin embargo, es bastante masivo, galaxia de aspecto normal.

"La idea actual es que un entorno con bajo contenido de metales es importante para crear supernovas superluminosas, y es por eso que tienden a ocurrir en galaxias de baja masa, pero DES15E2mlf está en una galaxia relativamente masiva en comparación con la típica galaxia anfitriona de supernovas superluminosas, "dijo Pan, investigador postdoctoral de la UC Santa Cruz y primer autor del artículo.

Foley explicó que las estrellas con menos elementos pesados ​​retienen una fracción mayor de su masa cuando mueren, lo que puede causar una explosión mayor cuando la estrella agota su suministro de combustible y colapsa.

"Sabemos que la metalicidad afecta la vida de una estrella y cómo muere, así que encontrar esta supernova superluminosa en una galaxia de mayor masa va en contra del pensamiento actual, ", Dijo Foley." Pero estamos mirando tan atrás en el tiempo, esta galaxia habría tenido menos tiempo para crear metales, por lo que puede ser que en estos primeros tiempos de la historia del universo, incluso las galaxias de gran masa tenían un contenido de metal lo suficientemente bajo como para crear estas extraordinarias explosiones estelares. En algún momento, la Vía Láctea también tenía estas condiciones y también podría haber producido muchas de estas explosiones ".

"Aunque quedan muchos acertijos, la capacidad de observar estas inusuales supernovas a distancias tan grandes proporciona información valiosa sobre las estrellas más masivas y sobre un período importante en la evolución de las galaxias, "dijo Mat Smith, investigador postdoctoral en la Universidad de Southampton. El Dark Energy Survey ha descubierto una serie de supernovas superluminosas y continúa viendo explosiones cósmicas más distantes que revelan cómo las estrellas explotaron durante el período más fuerte de formación estelar.