Hace diecisiete años, Los astrónomos presenciaron la explosión de una supernova a 40 millones de años luz de distancia en la galaxia llamada NGC 7424. ubicado en la constelación sur de Grus, la grúa. Ahora, en el resplandor que se desvanece de esa explosión, El Hubble de la NASA ha capturado la primera imagen de un compañero superviviente de una supernova. Esta imagen es la evidencia más convincente de que algunas supernovas se originan en sistemas de estrellas dobles.

"Sabemos que la mayoría de las estrellas masivas están en pares binarios, "dijo Stuart Ryder del Observatorio Astronómico Australiano (AAO) en Sydney, Australia y autor principal del estudio. "Muchos de estos pares binarios interactuarán y transferirán gas de una estrella a otra cuando sus órbitas los acerquen".

El compañero de la estrella progenitora de la supernova no fue un espectador inocente de la explosión. Extrajo casi todo el hidrógeno de la envoltura estelar de la estrella condenada, la región que transporta energía desde el núcleo de la estrella a su atmósfera. Millones de años antes de que la estrella primaria se convirtiera en supernova, el robo del compañero creó una inestabilidad en la estrella primaria, provocando que expulsará episódicamente un capullo y cáscaras de gas hidrógeno antes de la catástrofe.

La supernova llamado SN 2001ig, está categorizada como una supernova de envoltura desnuda de Tipo IIb. Este tipo de supernova es inusual porque la mayoría, pero no todos, del hidrógeno se ha ido antes de la explosión. Este tipo de estrella en explosión fue identificada por primera vez en 1987 por el miembro del equipo Alex Filippenko de la Universidad de California. Berkeley.

No está del todo claro cómo las supernovas de envoltura desnuda pierden esa envoltura exterior. Originalmente se pensó que provenían de estrellas individuales con vientos muy rápidos que empujaban las envolturas externas. El problema fue que cuando los astrónomos empezaron a buscar las estrellas primarias de las que surgieron las supernovas, no pudieron encontrarlos para muchas supernovas de sobre desnudo.

"Eso fue especialmente extraño, porque los astrónomos esperaban que fueran las estrellas progenitoras más masivas y más brillantes, ", explicó el miembro del equipo Ori Fox del Space Telescope Science Institute en Baltimore". la gran cantidad de supernovas de envoltura desnuda es mayor de lo previsto ". Ese hecho llevó a los científicos a teorizar que muchas de las estrellas primarias estaban en sistemas binarios de menor masa, y se propusieron demostrarlo.

Buscar un compañero binario después de una explosión de supernova no es una tarea fácil. Primero, tiene que estar a una distancia relativamente cercana a la Tierra para que el Hubble pueda ver una estrella tan débil. SN 2001ig y su compañero están a punto de llegar a ese límite. Dentro de ese rango de distancia, no se disparan muchas supernovas. Aún más importante, los astrónomos deben conocer la posición exacta mediante mediciones muy precisas.

En 2002, poco después de la explosión de SN 2001ig, Los científicos identificaron la ubicación precisa de la supernova con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral en Cerro Paranal, Chile. En 2004, luego siguieron con el Observatorio Gemini Sur en Cerro Pachón, Chile. Esta observación primero insinuó la presencia de un compañero binario superviviente.

Conociendo las coordenadas exactas, Ryder y su equipo pudieron enfocar al Hubble en esa ubicación 12 años después, mientras el resplandor de la supernova se desvanecía. Con la exquisita resolución y la capacidad ultravioleta del Hubble, pudieron encontrar y fotografiar al compañero sobreviviente, algo que solo Hubble podía hacer.

Antes de la explosión de la supernova, la órbita de las dos estrellas alrededor de la otra tomó alrededor de un año.

Cuando la estrella primaria explotó, tuvo mucho menos impacto en el compañero superviviente de lo que podría pensarse. Imagine un hueso de aguacate, que representa el núcleo denso de la estrella compañera, incrustado en un postre de gelatina, que representa la envoltura gaseosa de la estrella. A medida que pasa una onda de choque, la gelatina podría estirarse y bambolearse temporalmente, pero el hueso del aguacate permanecería intacto.

En 2014, Fox y su equipo utilizaron el Hubble para detectar al compañero de otra supernova de Tipo IIb, SN 1993J. Sin embargo, capturaron un espectro, no una imagen. El caso de SN 2001ig es la primera vez que se fotografía a un acompañante superviviente. "Finalmente pudimos atrapar al ladrón estelar, confirmando nuestras sospechas de que había que estar allí, "dijo Filippenko.

Quizás hasta la mitad de todas las supernovas de envoltura desnuda tienen compañeras; la otra mitad pierde sus envolturas externas a través de los vientos estelares. Ryder y su equipo tienen el objetivo final de determinar con precisión cuántas supernovas con sobres desnudos tienen compañeros.

Su próximo esfuerzo es mirar supernovas completamente despojadas, a diferencia de SN 2001ig y SN 1993J, que fueron despojados sólo en un 90 por ciento. Estas supernovas de envoltura completamente desnuda no tienen mucha interacción de choque con el gas en el entorno estelar circundante, ya que sus envolturas exteriores se perdieron mucho antes de la explosión. Sin interacción de choque, se desvanecen mucho más rápido. Esto significa que el equipo solo tendrá que esperar dos o tres años para buscar compañeros supervivientes.

En el futuro, también esperan utilizar el telescopio espacial James Webb para continuar su búsqueda.

El artículo sobre el trabajo actual de este equipo se publicó el 28 de marzo de 2018, en el Diario astrofísico .