Detección de una supernova con una firma química inusual por parte de un equipo de astrónomos dirigido por Juna Kollmeier de Carnegie, que incluye a Nidia Morrell de Carnegie, Anthony Piro, Mark Phillips, y Josh Simon, puede ser la clave para resolver el antiguo misterio que es la fuente de estas violentas explosiones. Las observaciones tomadas por los telescopios Magellan en el Observatorio Las Campanas de Carnegie en Chile fueron cruciales para detectar la emisión de hidrógeno que produce esta supernova. llamado ASASSN-18tb, tan distintivo.

Su trabajo se publica en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .

Las supernovas de tipo Ia juegan un papel crucial para ayudar a los astrónomos a comprender el universo. Su brillo les permite ser vistos a grandes distancias y ser utilizados como marcadores cósmicos de millas. que ganó el Premio Nobel de Física 2011. Es más, sus violentas explosiones sintetizan muchos de los elementos que componen el mundo que nos rodea, que son expulsados ​​a la galaxia para generar futuras estrellas y sistemas estelares.

Aunque el hidrógeno es el elemento más abundante del universo, casi nunca se ve en explosiones de supernovas de Tipo Ia. De hecho, la falta de hidrógeno es una de las características definitorias de esta categoría de supernovas y se cree que es una pista clave para comprender lo que sucedió antes de sus explosiones. Por eso fue tan sorprendente ver las emisiones de hidrógeno provenientes de esta supernova.

Las supernovas de tipo Ia se originan a partir de la explosión termonuclear de una enana blanca que forma parte de un sistema binario. Pero qué desencadena exactamente la explosión de la enana blanca, el núcleo muerto que queda después de que una estrella similar al Sol agota su combustible nuclear, es un gran enigma. Una idea predominante es que, la enana blanca obtiene materia de su estrella compañera, un proceso que eventualmente puede desencadenar la explosión, pero si esta es la teoría correcta se ha debatido acaloradamente durante décadas.

Esto llevó al equipo de investigación detrás de este artículo a comenzar un importante estudio de supernovas de Tipo Ia, llamado 100IAS, que se lanzó cuando Kollmeier estaba discutiendo el origen de estas supernovas con los coautores del estudio Subo Dong de la Universidad de Pekín y Doron Kushnir del Instituto Weizmann. de la ciencia que, junto con el colega de Weizmann, Boaz Katz, presentó una nueva teoría para las explosiones de Tipo Ia que involucra la violenta colisión de dos enanas blancas.

Los astrónomos estudian con entusiasmo las firmas químicas del material expulsado durante estas explosiones para comprender el mecanismo y los actores involucrados en la creación de supernovas de Tipo Ia.

En años recientes, Los astrónomos han descubierto una pequeña cantidad de raras supernovas de Tipo Ia que están envueltas en una gran cantidad de hidrógeno, tal vez tanto como la masa de nuestro Sol. Pero en varios aspectos, ASASSN-18tb es diferente a estos eventos anteriores.

"Es posible que el hidrógeno que vemos al estudiar ASASSN-18tb sea como estas supernovas anteriores, pero hay algunas diferencias notables que no son tan fáciles de explicar, "dijo Kollmeier.

Primero, en todos los casos anteriores, estas supernovas de Tipo Ia cubiertas de hidrógeno se encontraron en jóvenes, galaxias formadoras de estrellas en las que puede haber una gran cantidad de gas rico en hidrógeno. Pero ASASSN-18tb ocurrió en una galaxia formada por estrellas viejas. Segundo, la cantidad de hidrógeno expulsado por ASASSN-18tb es significativamente menor que la observada alrededor de esas otras supernovas de Tipo Ia. Probablemente asciende a aproximadamente una centésima parte de la masa de nuestro Sol.

"Una posibilidad interesante es que estamos viendo cómo se extrae material de la estrella compañera de la enana blanca en explosión cuando la supernova choca con ella, "dijo Anthony Piro." Si este es el caso, sería la primera observación de un suceso de este tipo ".

"¡He estado buscando esta firma durante una década!" dijo el coautor Josh Simon. "Finalmente lo encontramos, pero es tan raro que es una pieza importante del rompecabezas para resolver el misterio de cómo se originan las supernovas de Tipo Ia ".

Nidia Morrell estaba observando esa noche, e inmediatamente redujo los datos que provenían del telescopio y los distribuyó al equipo, incluido el Ph.D. estudiante ping chen quien trabaja en 100IAS para su tesis y José Luis Prieto de la Universidad Diego Portales, un veterano observador de supernovas. Chen fue el primero en notar que este no era un espectro típico. Todos quedaron completamente sorprendidos por lo que vieron en el espectro de ASASSN-18tb.

"Me quedé impactado, y pensé para mis adentros '¿podría ser esto realmente hidrógeno?' ", recordó Morrell.

Para discutir la observación, Morrell se reunió con el miembro del equipo Mark Phillips, un pionero en el establecimiento de la relación —que lleva su nombre informalmente— que permite que las supernovas de Tipo Ia se utilicen como reglas estándar. Phillips estaba convencido:"Es hidrógeno lo que ha encontrado; no hay otra explicación posible".

"Este es un programa de supernovas poco convencional, pero soy un observador poco convencional, un teórico, de hecho ”, dijo Kollmeier.“ Es un proyecto extremadamente doloroso de llevar a cabo para nuestro equipo. Observar estas cosas es como atrapar un cuchillo, ¡porque por definición se vuelven cada vez más débiles con el tiempo! Solo es posible en un lugar como Carnegie, donde el acceso a los telescopios de Magallanes nos permite hacer trabajos que requieren mucho tiempo y, a veces, son arduos. pero experimentos cósmicos extremadamente importantes. Sin dolor, sin ganancias."