Las estrellas en explosión generan espectaculares espectáculos de luz. Los telescopios infrarrojos como Spitzer pueden ver a través de la neblina y dar una mejor idea de la frecuencia con la que ocurren estas explosiones.

Pensarías que las supernovas, la agonía de estrellas masivas y entre las más brillantes, las explosiones más poderosas del universo, sería difícil pasarlas por alto. Sin embargo, el número de estas explosiones observadas en las partes distantes del universo está muy por debajo de las predicciones de los astrofísicos.

Un nuevo estudio que utiliza datos del telescopio espacial Spitzer recientemente retirado de la NASA informa la detección de cinco supernovas, que pasa desapercibido en la luz óptica, nunca se había visto antes. Spitzer vio el universo en luz infrarroja, que atraviesa las nubes de polvo que bloquean la luz óptica, el tipo de luz que ven nuestros ojos y que las supernovas despejadas irradian con mayor intensidad.

Para buscar supernovas ocultas, los investigadores observaron las observaciones de Spitzer de 40 galaxias polvorientas. (En el espacio, polvo se refiere a partículas parecidas a granos con una consistencia similar al humo). Según el número que encontraron en estas galaxias, el estudio confirma que las supernovas ocurren con tanta frecuencia como los científicos esperan. Esta expectativa se basa en la comprensión actual de los científicos sobre cómo evolucionan las estrellas. Estudios como este son necesarios para mejorar esa comprensión, ya sea reforzando o desafiando ciertos aspectos de la misma.

"Estos resultados con Spitzer muestran que los estudios ópticos en los que hemos confiado durante mucho tiempo para detectar supernovas pierden hasta la mitad de las explosiones estelares que ocurren en el universo". "dijo Ori Fox, un científico del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, y autor principal del nuevo estudio, publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . "Es una muy buena noticia que la cantidad de supernovas que estamos viendo con Spitzer sea estadísticamente consistente con las predicciones teóricas".

La "discrepancia de supernova", es decir, la inconsistencia entre el número de supernovas pronosticado y el número observado por telescopios ópticos no es un problema en el universo cercano. Allí, las galaxias han ralentizado su ritmo de formación estelar y generalmente son menos polvorientas. En los confines más distantes del universo, aunque, las galaxias parecen más jóvenes, producir estrellas a velocidades más altas, y tienden a tener mayores cantidades de polvo. Este polvo absorbe y dispersa la luz óptica y ultravioleta, impidiendo que alcance los telescopios. Así que los investigadores han razonado durante mucho tiempo que las supernovas faltantes deben existir y simplemente no se ven.

"Debido a que el universo local se ha calmado un poco desde sus primeros años de formación de estrellas, vemos el número esperado de supernovas con búsquedas ópticas típicas, ", dijo Fox." El porcentaje de detección de supernovas observado disminuye, sin embargo, a medida que te alejas y vuelves a épocas cósmicas donde dominaban las galaxias más polvorientas ".

La detección de supernovas a estas lejanas distancias puede ser un desafío. Para realizar una búsqueda de supernovas envueltas en reinos galácticos más oscuros pero a distancias menos extremas, El equipo de Fox seleccionó un conjunto local de 40 galaxias ahogadas por el polvo, conocidas como galaxias infrarrojas luminosas y ultra-luminosas (LIRG y ULIRG, respectivamente). El polvo en los LIRG y ULIRG absorbe la luz óptica de objetos como las supernovas, pero permite que la luz infrarroja de estos mismos objetos pase sin obstáculos para que los telescopios como Spitzer la detecten.

La corazonada de los investigadores resultó correcta cuando las cinco supernovas nunca antes vistas llegaron a la luz (infrarroja). "Es un testimonio del potencial de descubrimiento de Spitzer que el telescopio fue capaz de captar la señal de supernovas ocultas de estas galaxias polvorientas, "dijo Fox.

"Fue especialmente divertido para varios de nuestros estudiantes universitarios contribuir de manera significativa a esta emocionante investigación, ", agregó el coautor del estudio, Alex Filippenko, profesor de astronomía en la Universidad de California, Berkeley. "Ellos ayudaron a responder la pregunta, '¿Dónde se han ido todas las supernovas?' "

Los tipos de supernovas detectadas por Spitzer se conocen como "supernovas de colapso del núcleo, "que involucran estrellas gigantes con al menos ocho veces la masa del Sol. A medida que envejecen y sus núcleos se llenan de hierro, las grandes estrellas ya no pueden producir suficiente energía para soportar su propia gravedad, y sus núcleos se derrumban, de repente y catastróficamente.

Las intensas presiones y temperaturas producidas durante el derrumbe rápido forman nuevos elementos químicos a través de la fusión nuclear. Las estrellas que colapsan finalmente rebotan en sus núcleos ultra densos, se hacen añicos y esparcen esos elementos por el espacio. Las supernovas producen elementos "pesados", como la mayoría de los metales. Esos elementos son necesarios para construir planetas rocosos, como la tierra así como seres biológicos. En general, Las tasas de supernova sirven como un control importante de los modelos de formación de estrellas y la creación de elementos pesados ​​en el universo.

"Si sabes cuántas estrellas se están formando, entonces puedes predecir cuántas estrellas explotarán, "dijo Fox." O, viceversa, si sabes cuántas estrellas están explotando, puedes predecir cuántas estrellas se están formando. Comprender esa relación es fundamental para muchas áreas de estudio en astrofísica ".

Telescopios de próxima generación, incluyendo el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA y el telescopio espacial James Webb, detectará la luz infrarroja, como Spitzer.

"Nuestro estudio ha demostrado que los modelos de formación de estrellas son más consistentes con las tasas de supernovas de lo que se pensaba anteriormente, "dijo Fox." Y al revelar estas supernovas ocultas, Spitzer ha preparado el escenario para nuevos tipos de descubrimientos con los telescopios espaciales Roman y Webb ".