Un equipo internacional de científicos, incluidos los astrónomos de las universidades de Leicester, Bath y Warwick, han encontrado evidencia de la existencia de un 'capullo caliente' de material que envuelve un chorro relativista que escapa de una estrella moribunda. Esta investigación se ha publicado hoy en línea e impresa en Naturaleza mañana.

Un chorro relativista es un fenómeno muy poderoso que involucra chorros de plasma que salen disparados de los agujeros negros a una velocidad cercana a la de la luz. y puede extenderse a millones de años luz.

Las observaciones de la supernova SN2017iuk tomadas poco después de su aparición mostraron que se expandía rápidamente, a un tercio de la velocidad de la luz. Esta es la expansión de supernova más rápida medida hasta la fecha. El seguimiento del flujo de salida durante muchas semanas reveló una clara diferencia entre la composición química inicial y la de épocas posteriores.

Tomados en conjunto, estos son indicadores de la presencia del muy teorizado capullo caliente, llenando un vacío en nuestro conocimiento de cómo un chorro de material que escapa de una estrella interactúa con la envoltura estelar que lo rodea y proporcionando un vínculo potencial entre dos clases de supernovas previamente distintas.

La supernova señala la desaparición final de una estrella masiva, en el que el núcleo estelar colapsa y las capas externas son violentamente arrancadas. SN2017iuk pertenece a una clase de supernovas extremas, a veces llamadas hipernovas o GRB-SNe, que acompañan a un evento aún más dramático conocido como explosión de rayos gamma (GRB).

A la muerte estelar un muy relativista, Un haz estrecho de material puede ser expulsado de los polos de la estrella que brilla intensamente primero en radiación gamma y luego a través de todo el espectro electromagnético y se conoce como GRB.

Hasta ahora, Los astrónomos no han podido estudiar los primeros momentos en el desarrollo de una supernova de este tipo (una GRB-SN), pero SN2017iuk estaba fortuitamente cerca, aproximadamente a 500 millones de años luz de la Tierra, y la luz GRB era poco luminosa, permitiendo que el propio SN sea detectable en momentos tempranos.

Dra. Rhaana Starling, El profesor asociado del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester dijo:"Esto inmediatamente pareció un evento que valía la pena perseguir, como sucedió en una galaxia espiral de gran diseño muy cerca, cosmológicamente hablando.

"Cuando llegaron los primeros conjuntos de datos, había un componente inusual en la luz que se veía muy azul, lo que provocó una campaña de seguimiento para ver si podíamos determinar su origen siguiendo la evolución y tomando espectros detallados.

"El estallido de rayos gamma en sí mismo parecía bastante débil, para que pudiéramos ver otros procesos que estaban sucediendo alrededor del chorro recién formado que normalmente se ahogan. La idea de un capullo de gas termalizado creado por el chorro relativista cuando perfora la estrella había sido propuesta e implícita en otros casos, pero aquí estaba la evidencia de que necesitábamos precisar la existencia de tal estructura ".

Se requirió un enfoque coordinado utilizando un conjunto de observatorios espaciales y terrestres para monitorear la supernova durante 30 días y en muchas longitudes de onda. El evento se detectó por primera vez utilizando el Observatorio Swift de Neil Gehrels. Swift es una misión espacial de la NASA en la que la Universidad de Leicester es uno de los tres socios, y aloja su centro de datos del Reino Unido.

Los datos obtenidos con el Observatorio Óptico Transitorio de Ondas Gravitacionales (GOTO) ayudaron a rastrear la luz de la supernova, mientras que la espectroscopia se obtuvo a través de programas de observación dedicados que incluyen iniciativas de la Colaboración STARGATE encabezada por el profesor Nial Tanvir en la Universidad de Leicester, que utiliza telescopios de 8 m en el Observatorio Europeo Austral.

Profesor Tanvir, El profesor de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester dijo:"El jet relativista atraviesa la estrella como si fuera una bala disparada desde el interior de una manzana. Lo que hemos visto por primera vez es válido escombros que explotan después de la bala ".

Velocidades de hasta 115, Se midieron 000 kilómetros por segundo para la supernova en expansión durante aproximadamente una hora después de su aparición. Se encontró una composición química diferente para la supernova en expansión temprana en comparación con las eyecciones posteriores más ricas en hierro. El equipo concluyó que pocas horas después del inicio, la eyección proviene del interior, de un capullo caliente creado por el jet.

Los modelos de producción de supernovas existentes resultaron insuficientes para tener en cuenta la gran cantidad de material de alta velocidad medido. El equipo desarrolló nuevos modelos que incorporaron el componente capullo y descubrió que eran una combinación excelente.

SN2017iuk también proporciona un vínculo buscado durante mucho tiempo entre la supernova que acompaña a los GRB, y los que no:en supernovas solitarias, También se han visto salidas de alta velocidad, con velocidades que alcanzan los 50, 000 kilómetros por segundo, que puede originarse en el mismo escenario capullo, pero el escape del jet relativista GRB se ve frustrado de alguna manera.

Las supernovas de colapso del núcleo sin GRB generalmente se encuentran mucho más tarde después de su aparición, dando a los científicos muy pocas posibilidades de detectar las firmas de un capullo caliente, mientras que las características del capullo en las supernovas asociadas a GRB generalmente están ocultas por el brillo, chorro relativista.

El raro caso de SN2017iuk ha abierto una ventana a las primeras etapas de este tipo de fenómeno de supernova, permitiendo observar la escurridiza estructura del capullo.