El polvo cósmico, como el polvo de la Tierra, comprende grupos de moléculas que se han condensado y pegado en un grano. Pero la naturaleza exacta de la creación de polvo en el universo ha sido durante mucho tiempo un misterio. Ahora, sin embargo, un equipo internacional de astrónomos de China, Estados Unidos, Chile, Reino Unido, España, etc., ha hecho un descubrimiento significativo al identificar una fuente de polvo en el universo hasta ahora desconocida:una supernova de tipo 1a que interactúa con gas de su entorno.

El estudio fue publicado en Nature Astronomy. el 9 de febrero y fue dirigido por el Prof. Wang Lingzhi del Centro Sudamericano de Astronomía de la Academia de Ciencias de China.

Se sabe que las supernovas desempeñan un papel en la formación de polvo y, hasta la fecha, la formación de polvo sólo se ha observado en supernovas de colapso del núcleo:la explosión de estrellas masivas. Dado que las supernovas de colapso del núcleo no ocurren en galaxias elípticas, la naturaleza de la creación de polvo en tales galaxias sigue siendo difícil de alcanzar.

Estas galaxias no están organizadas en forma de espiral como nuestra Vía Láctea, sino que son enjambres gigantes de estrellas. Este estudio muestra que las supernovas termonucleares de tipo 1a, la explosión de estrellas enanas blancas en sistemas binarios con otra estrella, pueden representar una cantidad significativa de polvo en estas galaxias.

Los investigadores monitorearon una supernova, SN 2018evt, durante más de tres años utilizando instalaciones espaciales como el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y las misiones NEOWISE, instalaciones terrestres como la red global de telescopios del Observatorio Las Cumbres y otras instalaciones en China, Sudamérica. y Australia. Descubrieron que la supernova se topaba con material previamente desprendido por una o ambas estrellas del sistema binario antes de que la estrella enana blanca explotara, y la supernova envió una onda de choque a este gas preexistente.

Durante más de mil días de seguimiento de la supernova, los investigadores notaron que su luz comenzó a atenuarse precipitadamente en las longitudes de onda ópticas que nuestros ojos pueden ver, y luego comenzó a brillar más en luz infrarroja. Esta fue una señal reveladora de que se estaba creando polvo en el gas circunestelar después de que se enfrió tras la onda de choque de supernova que lo atravesó.

"Los orígenes del polvo cósmico han sido durante mucho tiempo un misterio. Este estudio marca la primera detección de un proceso rápido y significativo de formación de polvo en la supernova termonuclear que interactúa con el gas circunestelar", dijo el profesor Wang, primer autor del estudio.

El estudio estimó que este evento de supernova debe haber creado una gran cantidad de polvo, una cantidad equivalente a más del 1% de la masa del sol. A medida que la supernova se enfría, la cantidad de polvo creado debería aumentar, tal vez diez veces. Si bien estas fábricas de polvo no son tan numerosas ni tan eficientes como las supernovas de colapso del núcleo, puede haber suficientes supernovas termonucleares interactuando con su entorno para ser una fuente significativa o incluso dominante de polvo en las galaxias elípticas.

"Este estudio ofrece información sobre la contribución de las supernovas termonucleares al polvo cósmico, y se puede esperar que se encuentren más eventos de este tipo en la era del Telescopio Espacial James Webb (JWST)", dijo el profesor Wang Lifan de la Universidad Texas A&M, un co-primer autor del estudio. El telescopio Webb ve luz infrarroja que es perfecta para detectar polvo.

"La creación de polvo es simplemente gas que se enfría lo suficiente como para condensarse", dijo el profesor Andy Howell del Observatorio Las Cumbres y la Universidad de California en Santa Bárbara. Howell es el investigador principal del Proyecto Global Supernova cuyos datos se utilizaron en el estudio. "Un día, ese polvo se condensará en planetesimales y, en última instancia, en planetas. Esta es la creación que comienza de nuevo tras la muerte estelar. Es emocionante comprender otro vínculo en el círculo de la vida y la muerte en el universo".

Más información: Polvo recién formado en el entorno circunestelar de SN Ia-CSM 2018evt, Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02197-9. En arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2310.14874

Información de la revista: arXiv , Astronomía de la Naturaleza

Proporcionado por la Academia China de Ciencias