Concepto artístico de una estrella supergigante azul que alguna vez existió dentro de un cúmulo de estrellas jóvenes en la galaxia espiral NGC 3938, ubicado a 65 millones de años luz de distancia. Explotó como una supernova en 2017, y fotografías de archivo del Telescopio Espacial Hubble se utilizaron para localizar la estrella progenitora condenada, como se veía en 2007. La estrella pudo haber sido tan masiva como 50 soles y ardió a un ritmo vertiginoso, haciéndolo más caliente y más azul que nuestro sol. Estaba tan caliente había perdido sus capas exteriores de hidrógeno y helio. Cuando explotó en 2017, los astrónomos la categorizaron como una supernova de Tipo Ic debido a la falta de hidrógeno y helio en el espectro de la supernova. En un escenario alternativo (que no se muestra aquí), un compañero binario de la estrella masiva puede haber despojado de sus capas de hidrógeno y helio. Crédito:NASA / ESA / J. OLMSTED (STScI)
Es posible que los astrónomos finalmente hayan descubierto al progenitor de un tipo específico de estrella en explosión, buscado durante mucho tiempo, examinando los datos de archivo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y realizando observaciones de seguimiento utilizando el Observatorio W. M. Keck en Hawai.
La supernova conocido como tipo Ic, Se cree que detona después de que una estrella masiva se ha desprendido o ha sido despojada de sus capas externas de hidrógeno y helio.
Estas estrellas se encuentran entre las más masivas conocidas, al menos 30 veces más masivas que nuestro propio Sol. Incluso después de deshacerse de algo de su material al final de la vida, permanecen muy grandes y brillantes.
Así que era un misterio por qué los astrónomos no habían podido capturar una de estas estrellas en las imágenes previas a la explosión.
Finalmente, en 2017, los astrónomos tuvieron suerte. Una estrella cercana terminó su vida como una supernova de tipo Ic. Dos equipos de astrónomos examinaron minuciosamente el archivo de imágenes del Hubble para descubrir la presunta estrella precursora en las fotos anteriores a la explosión tomadas en 2007. La supernova, catalogado como SN 2017ein, apareció cerca del centro de la cercana galaxia espiral NGC 3938, ubicado aproximadamente a 65 millones de años luz de distancia.
Este descubrimiento podría aportar importantes conocimientos sobre la evolución estelar, incluyendo cómo se distribuyen las masas de estrellas cuando nacen en lotes.
"Encontrar un progenitor genuino de una supernova Ic es un gran premio en la búsqueda de progenitores, "dijo Schuyler Van Dyk del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, investigador principal de uno de los equipos. "Ahora tenemos por primera vez un objeto candidato claramente detectado".
El artículo de su equipo fue publicado en junio en El diario astrofísico .
Un segundo equipo dirigido por Charles Kilpatrick de la Universidad de California, Santa Cruz, también observó la supernova en junio de 2017 en imágenes infrarrojas, que fueron capturados usando el poderoso sistema de óptica adaptativa del Observatorio Keck combinado con su Espectrógrafo de Imágenes Infrarrojas con Supresión de OH (OSIRIS). El equipo de Kilpatrick luego analizó las mismas fotos de archivo del Hubble que el equipo de Van Dyk para descubrir la posible fuente. Un análisis de los colores del objeto muestra que es azul y extremadamente caliente.
"Esta supernova ocurrió en una parte abarrotada de su galaxia anfitriona. Cuando miramos una imagen del Telescopio Espacial Hubble antes de la explosión, las estrellas parecían muy juntas, ", dijo Kilpatrick." Este descubrimiento sólo fue posible porque pudimos utilizar el Observatorio Keck para señalar la ubicación de la supernova en su galaxia anfitriona. La imagen de muy alta resolución de Keck nos permitió determinar con un alto grado de precisión exactamente dónde ocurrió la explosión. Esta ubicación aterrizó justo encima de un sencillo, muy azul, y un objeto luminoso en la imagen del Hubble antes de la explosión ".
Esta imagen del telescopio espacial Hubble de la NASA de la cercana galaxia espiral NGC 3938 muestra la ubicación de la supernova 2017ein, en un brazo en espiral cerca del núcleo brillante. La estrella que explotó es una supernova de tipo Ic, Se cree que detonará después de que su estrella masiva se haya desprendido o haya sido despojada de sus capas externas de hidrógeno y helio. Las estrellas progenitoras de las supernovas de tipo Ic han sido difíciles de encontrar. Pero los astrónomos que examinaron las imágenes de archivo del Hubble pueden haber descubierto la estrella que detonó como supernova 2017ein. La ubicación de la estrella progenitora candidata se muestra en el cuadro desplegable en la parte inferior izquierda, tomada en 2007. El objeto brillante en el cuadro de la parte inferior derecha es una imagen de primer plano de la supernova, tomada por Hubble en 2017, poco después de la explosión estelar. NGC 3938 reside a 65 millones de años luz de distancia en la constelación de la Osa Mayor. La imagen del Hubble de NGC 3938 fue tomada en 2007. Crédito:NASA / ESA / S. VAN DYK (CALTECH) / W. LI (UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA)
Los resultados del equipo de Kilpatrick, que apareció en el 21 de octubre, 2018, cuestión de la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , es consistente con las conclusiones del equipo anterior.
"Tuvimos la suerte de que la supernova estuviera cerca y fuera muy brillante, aproximadamente de 5 a 10 veces más brillante que otras supernovas de tipo Ic, que puede haber hecho que el progenitor sea más fácil de encontrar, ", dijo Kilpatrick." Los astrónomos han observado muchas supernovas de tipo Ic, pero están demasiado lejos para que Hubble los resuelva. Necesitas uno de estos masivos estrellas brillantes en una galaxia cercana a estallar. Parece que la mayoría de las supernovas de tipo Ic son menos masivas y, por lo tanto, menos brillantes. y esa es la razón por la que no hemos podido encontrarlos ".
Debido a que el objeto es azul y excepcionalmente caliente, ambos equipos sugieren dos posibilidades para la identidad de la fuente. El progenitor podría ser una sola estrella fuerte entre 45 y 55 veces más masiva que nuestro Sol.
Otra idea es que podría haber sido un sistema masivo de estrellas binarias en el que una de las estrellas pesa entre 60 y 80 masas solares y la otra aproximadamente 48 soles. En este último escenario, las estrellas orbitan de cerca e interactúan entre sí. La estrella más masiva es despojada de sus capas de hidrógeno y helio por la compañera cercana, y finalmente explota como una supernova.
La posibilidad de un sistema masivo de doble estrella es una sorpresa. "Esto no es lo que esperaríamos de los modelos actuales, que requieren sistemas progenitores binarios interactivos de menor masa, ", Dijo Van Dyk.
Las expectativas sobre la identidad de los progenitores de las supernovas de tipo Ic han sido un enigma. Los astrónomos han sabido que las supernovas eran deficientes en hidrógeno y helio, e inicialmente propuso que algunas estrellas fuertes arrojaran este material en un viento fuerte (una corriente de partículas cargadas) antes de que explotaran.
Cuando no encontraron las estrellas progenitoras, que debería haber sido extremadamente masivo y brillante, sugirieron un segundo método para producir las estrellas en explosión que implica un par de órbitas cercanas, estrellas binarias de menor masa. En este escenario, la estrella más pesada es despojada de su hidrógeno y helio por su compañera. Pero la estrella "desnuda" todavía es lo suficientemente masiva como para eventualmente explotar como una supernova de tipo Ic.
"Desenredar estos dos escenarios para producir supernovas de tipo Ic impacta nuestra comprensión de la evolución estelar y la formación de estrellas, incluyendo cómo se distribuyen las masas de estrellas cuando nacen, y cuántas estrellas se forman en sistemas binarios que interactúan, ", explicó Ori Fox del Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, miembro del equipo de Van Dyk. "Y esas son preguntas que no solo los astrónomos que estudian las supernovas quieren saber, pero todos los astrónomos están detrás ".
Las supernovas de tipo Ic son solo una clase de estrella en explosión. Representan el 21 por ciento de las estrellas masivas que explotan por el colapso de sus núcleos.
Los equipos advierten que no podrán confirmar la identidad de la fuente hasta que la supernova se desvanezca en unos dos años. Los astrónomos esperan usar Hubble o el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA para ver si la estrella progenitora candidata ha desaparecido o se ha atenuado significativamente. También podrán separar la luz de la supernova de la de las estrellas en su entorno para calcular una medición más precisa del brillo y la masa del objeto.
