Cuando el satélite de estudio de exoplanetas en tránsito de la NASA se lanzó al espacio en abril de 2018, lo hizo con un objetivo específico:buscar en el universo nuevos planetas.

Pero en una investigación publicada recientemente, un equipo de astrónomos de la Universidad Estatal de Ohio mostró que la encuesta, apodado TESS, también podría usarse para monitorear un tipo particular de supernova, dando a los científicos más pistas sobre las causas de la explosión de las estrellas enanas blancas y sobre los elementos que esas explosiones dejan atrás.

"Sabemos desde hace años que estas estrellas explotan, pero tenemos ideas terribles de por qué explotan, "dijo Patrick Vallely, autor principal del estudio y estudiante de posgrado en astronomía del estado de Ohio. "Lo importante aquí es que podemos demostrar que esta supernova no es consistente con tener una enana blanca (tomar masa) directamente de una compañera estelar estándar y explotar en ella, el tipo de idea estándar que había llevado a la gente a intentar para encontrar firmas de hidrógeno en primer lugar. Es decir, debido a que la curva de luz TESS no muestra ninguna evidencia de que la explosión se estrelló contra la superficie de un compañero, y debido a que las firmas de hidrógeno en los espectros SALT no evolucionan como los otros elementos, podemos descartar ese modelo estándar ".

Su investigación, detallado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , representa los primeros hallazgos publicados sobre una supernova observada usando TESS, y agregar nuevos conocimientos a las teorías de larga data sobre los elementos que quedan después de que una estrella enana blanca explota en una supernova.

Esos elementos han preocupado a los astrónomos durante mucho tiempo.

Una enana blanca explota en un tipo específico de supernova, a 1a, después de recolectar masa de una estrella compañera cercana y crecer demasiado para permanecer estable, creen los astrónomos. Pero si eso es cierto entonces la explosión debería, los astrónomos han teorizado, dejar oligoelementos de hidrógeno, un componente fundamental de las estrellas y del universo entero. (Estrellas enanas blancas, por su naturaleza, ya han quemado su propio hidrógeno y, por lo tanto, no serían una fuente de hidrógeno en una supernova).

Pero hasta esta observación basada en TESS de una supernova, Los astrónomos nunca habían visto esos rastros de hidrógeno después de la explosión:esta supernova es la primera de su tipo en la que los astrónomos han medido el hidrógeno. Ese hidrogeno reportado por primera vez por un equipo de los Observatorios de la Carnegie Institution for Science, podría cambiar la naturaleza de lo que los astrónomos saben sobre las supernovas enanas blancas.

"Lo más interesante de esta supernova en particular es el hidrógeno que vimos en sus espectros (los elementos que deja la explosión), ", Dijo Vallely." Hemos estado buscando hidrógeno y helio en los espectros de este tipo de supernova durante años; esos elementos nos ayudan a comprender qué causó la supernova en primer lugar ".

El hidrógeno podría significar que la enana blanca consumió una estrella cercana. En ese escenario, la segunda estrella sería una estrella normal en la mitad de su vida útil, no una segunda enana blanca. Pero cuando los astrónomos midieron la curva de luz de esta supernova, la curva indicaba que la segunda estrella era de hecho una segunda enana blanca. Entonces, ¿de dónde vino el hidrógeno?

Profesor de Astronomía Kris Stanek, Asesor de Vallely en Ohio State y coautor de este artículo, dijo que es posible que el hidrógeno provenga de una estrella compañera, un estándar, estrella regular, pero cree que es más probable que el hidrógeno provenga de una tercera estrella que estaba cerca de la enana blanca en explosión y fue consumida en la supernova por casualidad.

"Pensaríamos que porque vemos este hidrógeno, significa que la enana blanca consumió una segunda estrella y explotó, pero según la curva de luz que vimos de esta supernova, eso podría no ser cierto, "Dijo Stanek.

"Según la curva de luz, lo más probable que pasó, Nosotros pensamos, es que el hidrógeno podría provenir de una tercera estrella en el sistema, "Agregó Stanek." Así que el escenario predominante, al menos en el estado de Ohio en este momento, es que la forma de hacer una supernova de Tipo Ia (pronunciada 1-A) es haciendo que dos estrellas enanas blancas interactúen, incluso chocando. Pero también tiene una tercera estrella que proporciona el hidrógeno ".

Para la investigación del estado de Ohio, Vallely, Stanek y un equipo de astrónomos de todo el mundo combinaron datos de TESS, un telescopio de 10 centímetros de diámetro, con datos del All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN para abreviar). ASAS-SN está dirigido por Ohio State y está formado por pequeños telescopios alrededor del mundo que observan el cielo en busca de supernovas en galaxias lejanas.

TESS, en comparación, está diseñado para buscar planetas en el cielo en nuestra galaxia cercana y para proporcionar datos mucho más rápidamente que los telescopios satelitales anteriores. Eso significa que el equipo de Ohio State pudo usar datos de TESS para ver lo que estaba sucediendo alrededor de la supernova en los primeros momentos después de que explotó, una oportunidad sin precedentes.

El equipo combinó datos de TESS y ASAS-SN con datos del Gran Telescopio de Sudáfrica para evaluar los elementos que quedaron tras la estela de la supernova. Encontraron hidrógeno y helio allí, dos indicadores de que la estrella en explosión había consumido de alguna manera una estrella compañera cercana.

"Lo realmente interesante de estos resultados es que cuando combinamos los datos, podemos aprender cosas nuevas, ", Dijo Stanek." Y esta supernova es el primer caso emocionante de esa sinergia ".

La supernova que observó este equipo era de tipo Ia, un tipo de supernova que puede ocurrir cuando dos estrellas orbitan entre sí, lo que los astrónomos llaman un sistema binario. En algunos casos de una supernova de Tipo I, una de esas estrellas es una enana blanca.

Una enana blanca ha quemado todo su combustible nuclear, dejando atrás solo un núcleo muy caliente. (Las temperaturas de las enanas blancas superan los 100, 000 grados Kelvin:casi 200, 000 grados Fahrenheit.) A menos que la estrella crezca al robar trozos de energía y materia de una estrella cercana, la enana blanca pasa los siguientes mil millones de años enfriándose antes de convertirse en una masa de carbón negro.

Pero si la enana blanca y otra estrella están en un sistema binario, la enana blanca toma lentamente masa de la otra estrella hasta que, finalmente, la enana blanca explota en una supernova.

Las supernovas de tipo I son importantes para la ciencia espacial:ayudan a los astrónomos a medir la distancia en el espacio, y ayúdelos a calcular la rapidez con la que se expande el universo (un descubrimiento tan importante que ganó el Premio Nobel de Física en 2011).

"Este es el tipo de supernova más famoso:llevaron al descubrimiento de la energía oscura en la década de 1990, "Dijo Vallely." Ellos son los responsables de la existencia de tantos elementos en el universo. Pero realmente no entendemos tan bien la física detrás de ellos. Y eso es lo que realmente me gusta de combinar TESS y ASAS-SN aquí, que podemos acumular estos datos y usarlos para averiguar un poco más sobre estas supernovas ".

Los científicos están ampliamente de acuerdo en que la estrella compañera conduce a una supernova enana blanca, pero el mecanismo de esa explosión, y la composición de la estrella compañera, son menos claros.

Este descubrimiento, Stanek dijo:proporciona alguna evidencia de que la estrella compañera en este tipo de supernova es probablemente otra enana blanca.

"Estamos viendo algo nuevo en estos datos, y ayuda a nuestra comprensión del fenómeno Ia supernova, ", dijo." Y podemos explicar todo esto en términos de los escenarios que ya tenemos, solo tenemos que permitir que la tercera estrella en este caso sea la fuente del hidrógeno ".