Una supernova descubierta por un grupo internacional de astrónomos ha proporcionado una mirada sin precedentes a los primeros momentos de una violenta explosión estelar. El equipo, dirigido por el Instituto de Astronomía (IfA) de la Universidad de Hawaiʻi (UH) Ben Shappee y Tom Holoien de los Observatorios Carnegie, encontró una firma misteriosa en la luz de las primeras horas de la explosión. Sus hallazgos se publican en un trío de artículos en el Diario astrofísico .

Esta categoría de supernova, llamado "Tipo Ia, "Es fundamental para nuestra comprensión del cosmos. Sus hornos nucleares son cruciales para generar muchos de los elementos que nos rodean, y se utilizan como reglas cósmicas para medir distancias a través del universo. A pesar de su importancia, el mecanismo real que desencadena una explosión de supernova de Tipo Ia ha sido esquivo durante décadas.

Es por eso que atraparlos en el acto es crucial.

Los astrónomos han intentado durante mucho tiempo obtener datos detallados en los momentos iniciales de las explosiones, con la esperanza de descubrir cómo se desencadenan estos fenómenos. Por primera vez, lo lograron en febrero de este año, con el descubrimiento de una supernova de Tipo Ia llamada ASASSN-18bt (también conocida como SN 2018oh).

ASASSN-18bt fue descubierto por All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN), una red internacional de telescopios con sede en la Universidad Estatal de Ohio, que escanea de forma rutinaria el cielo en busca de supernovas y otros eventos explosivos. El telescopio espacial Kepler de la NASA pudo simultáneamente tomar datos complementarios sobre este evento. Kepler fue diseñado para ser extremadamente sensible a pequeños cambios en la luz para su misión principal de detectar planetas extrasolares. por lo que pudo obtener información especialmente detallada sobre la génesis de la explosión.

"ASASSN-18bt es la supernova más cercana y brillante observada hasta ahora por Kepler, por lo que ofreció una excelente oportunidad para probar las teorías predominantes de la formación de supernovas, "dijo Shappee, quien es el autor principal del descubrimiento y el artículo inicial. "La curva de luz de Kepler es asombrosa. Podemos sondear la explosión apenas unas horas después de que sucedió".

Además de los datos de descubrimiento y predescubrimiento de ASAS-SN, dos estudios del cielo IfA también jugaron un papel crucial. Los datos previos al descubrimiento del telescopio panorámico y el sistema de respuesta rápida (Pan-STARRS) y el sistema de última alerta de impacto terrestre de asteroides (ATLAS) ayudaron a proporcionar información crítica sobre el color de la supernova brillante. Pan-STARRS incluso capturó ASASSN-18bt durante el primer día después de su explosión.

Combinando datos de ASAS-SN, Kepler, Pan-STARRS, ATLAS, y telescopios de todo el mundo, los astrónomos se dieron cuenta de que ASASSN-18bt parecía inusual durante sus primeros días. "Muchas supernovas muestran un aumento gradual de la luz que emiten, "dijo Maria Drout, profesor asistente en la Universidad de Toronto y tercer autor del artículo de descubrimiento. "Pero para este evento, se podía ver claramente que sucedía algo inusual y emocionante en los primeros tiempos:alguna emisión adicional inesperada ".

Se cree que las supernovas de tipo Ia se originan a partir de la explosión termonuclear de una estrella enana blanca, el núcleo muerto que deja una estrella similar al sol después de que agota su combustible nuclear. Se debe agregar material a la enana blanca de una estrella compañera para desencadenar la explosión, pero la naturaleza de la estrella compañera y cómo se transfiere el combustible se ha debatido durante mucho tiempo.

Una posibilidad es que esta luz adicional vista durante los primeros tiempos de la supernova podría ser de la explosión de una enana blanca chocando con la estrella compañera. Aunque esta era la hipótesis inicial, comparaciones detalladas con modelos teóricos y observación de seguimiento del telescopio Keck demostraron que esta luz adicional tiene un efecto diferente, origen inexplicable.

"Si bien el fuerte aumento en el brillo inicial de ASASSN-18bt podría indicar que la explosión choca con otra estrella, the data doesn't quite fit predictions for how this should appear, " Holoien said. "Other possibilities, such as an unusual distribution of radioactive isotopes in the exploded star, could also explain what we saw."

En efecto, recent Keck observations looked for the outer layers that would have been stripped from a nearby star by the violent supernova explosion. "If the donor star was there, we would have seen it, " says Michael Tucker, a graduate student at the Institute for Astronomy and lead author on the Keck paper. "But we just don't see anything."

This supports a recent hypothesis put forth by visiting-IfA astronomer Maximilian Stritzinger of Aarhus University that there may be two distinct populations of Type Ia supernovae—those that show early emission and those that do not—without the need for a nearby star. 

"We are finding that supernovae explosions are more complicated than we previously thought, and that's half the fun, " said Shappee. 

Thanks to ASAS-SN, ATLAS, Pan-STARRS, and other surveys, we are now monitoring the sky every night, so astronomers will find even more new supernovae and catch them at the moment of explosion. As more of these events are found and studied, they will home in on the solution to the longstanding mystery of how these stellar explosions originate.